DE1517519A1 - Process for the bromination of water and aqueous solutions - Google Patents
Process for the bromination of water and aqueous solutionsInfo
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Description
Patentanwälte Dr.-lng. K'; ~ f SSCIKE k „, w„| 1Θ66)Patent Attorneys Dr.-lng. K '; ~ f S SCIKE k ", w " | 1Θ66)
DipW^ i · "1-^IAA TP IDipW ^ i · "1- ^ IAA TP I.
β München 27, rio4izonauerSfr.2β Munich 27, rio4izonauerSfr. 2
1397 I ^ 1397 I ^
ibe Dow Chemical Ooinpany, Midland, Hichigan/V.St.A.ibe Dow Chemical Ooinpany, Midland, Hichigan / V.St.A.
Verfahren zum Bromieren von \/asser und wäßrigen lösungenProcess for the bromination of water and aqueous solutions
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wasser und wäßrigen lösungen mit Brom, um darin befindliche Mikroorganismen zu bekämpfen.The invention relates to a method for treating Water and aqueous solutions with bromine to be located in it Fight microorganisms.
Die Verwendung von Chlor und Brom zur Desinfektion und Sterilisierung von l/asser dient zu vielen unterschiedlichen Zwecken und ist bekannt. Die Chlorierung städtischer Viasserleitungen ist Standardpraxis in den Vereinigten Staaten und auch in anderen !ändern seit vielen Jahren. Es ist jetzt allgemein bekannt, daß auf äquimolarer Ba- , sis Brom einigemale so wirksam wie Chlor zur Bekämpfung von Bakterien, Algen, Schleimen und anderen Mikroorganismen in Wasserzuleitungen ist. !Tatsächlich kann eine ausgezeicnnete Bekämpfung vieler Bakterien in Wasser erreicht werden, wenn eine so geringe kenge wie 0,1 ppm Brom verwendet wird.The use of chlorine and bromine to disinfect and sterilize water serves many different purposes Purposes and is known. Urban viaduct chlorination is standard practice in the United States States and others too! Have been changing for many years. It is now well known that on equimolar Ba, sis bromine as effective as chlorine in fighting bacteria, algae, slime and other microorganisms is in water supply lines. ! Indeed, an excellent Fighting many bacteria in water can be achieved when as low as 0.1 ppm Bromine is used.
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Bei schwer verunreinigtem Yfasser kann eine starke anfängliche Stoßbehandlung mit 3 bis 30 ppm Brom günstig sein, um die verunreinigenden Mikroorganismen zu töten, worauf eine verbliebene Bromkonzentration von 0,1 bis 1,0 pin im allgemeinen wirksam ist, um unbedenkliches Wasser beizubehalten. Das Ausmaß der Stoßbehandlung ist natürlich von der Art der verunreinigenden Mikroorganismen abhängig. Zur Behandlung von Wasser für menschlichen Verbrauch ist eine Stoßbehandlung mit 3 bis 5 ppm Brom im allgemeinen ausreichend, um die unerwünschten Bakterien abzutöten. Jedoch erfordert eine «tarke Verunreinigung mit Schleim und Algen, wie sie bei dem in industriellen Kühltürmen z.B. verwendeten Wasser auftreten können, häufig eine Schockbehandlung mit 10 bis 30 ppm Brom. Während z.B. 2 ppm Brom merklich das Wachstum von Chlorella, einem üblichen Algenstamm, hemmen, sind 10 ppm Brom zu einer ausgeprägten Hemmung und 10 bis 20 ppm für vollständige Tötung erforderlich.In the case of heavily contaminated water, a strong initial Impact treatment with 3 to 30 ppm bromine may be beneficial to kill the contaminating microorganisms, whereupon a remaining bromine concentration of 0.1 to 1.0 pin in general is effective in maintaining safe water. The extent of shock treatment is of course of the nature of the contaminating microorganisms dependent. To treat water for human consumption is a shock treatment with 3 to 5 ppm bromine generally sufficient to avoid the undesired Kill bacteria. However, a “heavy contamination with slime and algae, as in the case of the in industrial cooling towers e.g. water used can occur, often a shock treatment with 10 to 30 ppm bromine. For example, while 2 ppm bromine significantly inhibits the growth of Chlorella, a common strain of algae, 10 ppm bromine is one pronounced inhibition and 10 to 20 ppm required for complete kill.
Außer seiner Wirksamkeit als antimikrobiellen Mittel zeigt Brom bei Verwendung zum Einwandfreimachen von Waseerzuleitungen weitere Vorteile. Auf Grund seiner geringeren Flüchtigkeit läßt sich das gewünschte verbliebene Niveau an Halogen in dem behandelten Wasser mit Brom leichter beibehalten als mit Chlor, insbesondere unter Bedingungen von turbulenter Strömung und Rühren. Weiterhin ergibt Brom in dem behandelten Wasser nur einen geringen oder gar keinen unerwünschten Geschmack oder Geruch Da weiterhin Brom unter In addition to its effectiveness as an antimicrobial agent, bromine shows when used to clean water lines Other advantages. Because of its lower volatility, the desired remaining level of halogen can be achieved retained in the treated water with bromine more easily than with chlorine, especially under turbulent conditions Flow and stirring. Furthermore, bromine results in little or no undesirable taste or odor in the treated water as bromine continues to drop
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Zerstörung von suspendierten oder gelösten organischen Stoffen, die häufig eine unerwünscnte Farbe und Geruch verursachen, wirkt,ißt es besonders zur Verwendung als Behandlungsmittel für gesundheitliche Zwecke für Schwimmbecken geeignet, wobei völlig klares, farbloses und geruchloses Wasser äußerst erwünscht int.Destruction of suspended or dissolved organic matter, which often cause an undesirable color and odor, acts, eats it especially for use as a treatment agent suitable for health purposes in swimming pools, whereby completely clear, colorless and odorless water is extremely desirable int.
Somit ist die Behandlung von Wasser mit Brom vorteilhaft, um große Volumen von Wasser, die als trinkbares Stadfcwasser und für viele weitere technische, industrielle und Hauslmltszv.'ecke geeignet ist, au ergeben. Insbesondere ist Brom äußerst günstig zur YerwCiIdUiIf1; als Behandlungsmittel für ijc/iwimrnbeeJieii, industrielle ICüliltürme und äiuiliche, unter Kreislauf arbeitende Waßoers.ystQi.ie, da eine senr geringe xConzentration an Brom sowohl zur Zerstörung der anfänglich vorhandenen Bakterien als aueu zur Aufrechterhalten^ hygienischer Bedingungen trotz wiederholter erneuter Verunreinigungen ist.Thus, the treatment of water with bromine is advantageous to produce large volumes of water suitable as potable city water and for many other technical, industrial and domestic uses. In particular, bromine is extremely favorable for YerwCiIdUiIf 1 ; as a treatment agent for ijc / iwimrnbeeJieii, industrial oil towers and other circulating water systems, since a very low concentration of bromine both destroys the bacteria initially present and helps to maintain hygienic conditions despite repeated renewed contamination.
Auf Grund der äui3erst korrosiven Eigenschaften von elementarem Brom entstellen jedoch bei dessen Verwendung ernste Gefahren. Die Gefahr bei der Handhabung von flüssigen. Brom hat dessen Verwendung als sanitäres Behandlungsmittel nicht ratsam erscheinen lassen, insbesondere in kleineren Systemen, wo umständliche Ausrüstungen zur Handhabung von flüssigem Brom nicht anwendbar sind. In einigen Fällen wurde die Verwendung von flüssigem Brom durch Verbot untersagt.Due to the extremely corrosive properties of elemental However, bromine poses serious dangers when used. The danger of handling liquid. Has bromine make its use as a sanitary treatment inadvisable, especially in smaller systems, where cumbersome equipment for handling liquid bromine is not applicable. In some cases the use was of liquid bromine prohibited by prohibition.
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Deshalb beisteht ein Bedarf für ein sicheres und in der Praxis anwendbares Verfahren, durch das Brom gelagert, gehandhabt und zu Wasser auch durch unerfahrene Personen zugegeben werden kann. Bei einem derartigen Verfahren ist eine Form des Broms erforderlich, die einfach und sicher herzustellen ist, während der Lagerung und des Versandes stabil ist, welche im FaIl zufälliger Berührung mit der Haut keine ernstenVerbrennungen verursacht und die trotzdem elementares Brom, wie es für sanitäre Behandlungen erforderlich ist, freigibt.Therefore there is a need for a safe and practical applicable method by which bromine is stored, handled and added to water even by inexperienced persons can be. Such a process requires a form of bromine that is easy and safe to manufacture is stable during storage and shipping, which in the event of accidental skin contact is not causes serious burns and still contains elemental bromine, as required for sanitary releases.
Es wurde jetzt festgestellt, und das stellt die Grundlage der vorliegenden Erfindung dar, daß ein bromiertes Anionenaus tauachhar ζ , das Polybromidanionen enthält, Brom langsam an Wasser und wäßrige Lösungen, mit denen es in Berührung kommt, abgibt. Somit stellt das bromierte Anionenaustauschharz ein 'außen* bequemes, wirksames und sicheres Mittel zur Handhabung von elementarem Brom zur Verwendung bei der Behandlung von Wasser und wäßrigen Lösungen zur Bekämpfung von Mikroorganismen dar. Gemäß der vorliegenden Erfindung können Wasser oder wäßrige Lösungen leicht bromiert werden, indem mindestens ein Teil davon in Berührung mit einem bromierten Anionenaustauschharz gebracht wird und die so bromierte Lösung innig mit dem verbliebenen unbromierten Anteil vermischt wird. Das verwendete bromierte Harz enthält Polybromidionen in Bindung mit den Ionenaustauschsteilen des Harzes. Vorzugsweise besteht das verwendete Anionenaustauschharz aus einem wasserunlöslichen Polymeren, an dem quaternäre Ammoniumgruppen chemisch gebunden sind. q aa qcq/1101It has now been found, and this forms the basis of the present invention, that a brominated anion consists of tauachhar ζ, which contains polybromide anions, bromine slowly releases it into water and aqueous solutions with which it comes into contact. Thus, the brominated anion exchange resin is an 'outside * convenient, effective and safe means of Handling of elemental bromine for use in treating water and aqueous solutions to control Microorganisms. According to the present invention, water or aqueous solutions can be easily brominated by at least part of it in contact with a brominated Anion exchange resin is brought and the so brominated solution is intimately mixed with the remaining unbrominated portion. The brominated resin used contains polybromide ions in bond with the ion exchange parts of the resin. Preferably, the anion exchange resin used is composed of a water-insoluble polymer to which quaternary ammonium groups are chemically bound. q aa qcq / 1101
Das broraierte Anionenauatauseliharz gemäß der Lrfindung dient im wesentlichen als Her. unftsquelle, aus der elementares Brom im erforderlichen Ausmaß entfernt werden kann, um die Bekämpfung von Bakterien, Algen, Schleim und anderen I iikroorganismen in einer Wassermenge zu "bewirken oder aufrechtzuerhalten. Derartige Harze "besitzen nicht nur äußerst wertvolle und günstige Eigenschaften hinsichtlich sowohl der Brombelacs fcung als auch der Eluierungseigenschaften, sondern sind auch chemisch während langer Zeiträume unter normalen Lagerungsbedingungen stabil und können sicher hergestellt, gelagert und versandt werden, ohne daß eine Verminderung der Qualität eintritt. Obwohl es natürlich nicht günstig ist, verursachen momentane gelegentliciie Berührungen der Polybromidharze selbst mit nasser Haut keine Verbrennungen. Darüber hinaus ist die durch Berührung des Polybromidharzes mit Wasser erhaltene wäßrige lösung ausreichend verdünnt, so daß sich keine Verbrennungen bei Berührung mit der Haut ergeben.The brominated anionic resin according to the invention is used essentially as a source of energy from which elemental bromine can be removed to the extent necessary to combat bacteria, algae, slime and other microorganisms to "effect or maintain" in an amount of water. Such Resins "are not only extremely valuable and inexpensive Properties with regard to both the bromolacs fcung and also the elution properties, but are also chemical for long periods of time under normal storage conditions stable and can be safely manufactured, stored and dispatched without a reduction in quality. Even though it is of course not favorable, cause momentary occasional contact of the polybromide resins even with wet ones Skin no burns. In addition, that obtained by contacting the polybromide resin with water is aqueous solution sufficiently diluted so that there are no burns on contact with the skin.
Die hier beschriebene Erfindung betrifft somit ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Wasser mit Brom. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das verbesserte Verfahren darin, daß 1.) ein Anionenaustauschharz in PoIybromidform mit Wasser in Berührung gebracht wird, wodurch Brom aus dem Polybromidharz unter Ausbildung einer wäßrigen lösung mit einem Gehalt von 10 bis 10 000 ppm Brom entfernt wird^und 2.) eine ausreichende Menge dieser wäßrigen Bromlösung mit dem zu behandelnden Wasser vermischt wird, so daß 3ich darin eine Konzentration im Bereich von etwa 0,02 bisThe invention described herein thus relates to an improved method for treating water with bromine. In a preferred Embodiment of the invention consists of the improved Process in that 1.) an anion exchange resin in polybromide form is brought into contact with water, whereby bromine from the polybromide resin to form an aqueous solution with a content of 10 to 10,000 ppm bromine is removed ^ and 2.) a sufficient amount of this aqueous bromine solution is mixed with the water to be treated so that 3I have a concentration in the range from about 0.02 to
30,0 ppm Brom einstellt.30.0 ppm bromine is set.
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Die Adsorption von elementarem Brom durch ein Anionenauntauschharz wurde in "Ohem. and Ind.", Seite 1238, 1957, durch Avesbon und Everest berichtet, welche bei der Behandlung eines Anionenaustauscliharzes mit einer wäßrigen, elementares Brom enthaltenen Lösung fanden, daß das Polybromidanion Br"", v/orin η die Zahlen 3, 5 oder 7 bedeutet, die vorherrschende inionenart in der Harzphase wird. Bei einem quaternären Ammoniumharz und einem Überschuß von Brom wurde das Harz in die Br7~"-j?orm durch Adsorption von 3 Hol Brom je Harzäquivalent überführt.The adsorption of elemental bromine by an anion exchange resin was reported in "Ohem. And Ind.", Page 1238, 1957, by Avesbon and Everest, who found, when treating an anion exchange resin with an aqueous solution containing elemental bromine, that the polybromide anion Br "", v / orin η means the numbers 3, 5 or 7, which becomes the predominant ion type in the resin phase. In the case of a quaternary ammonium resin and an excess of bromine, the resin was converted into the Br 7 "-jorm by adsorption of 3 hols of bromine per resin equivalent.
Bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung sind handelsübliche Anionenaustauschharze, die durch Umsetzung eines chlormethylierten Styrol-Divinylbenzol-Harzes nit einem entsprechenden organischen Amin hergestellt wurden, als Brom-In practicing the present invention are commercially available anion exchange resins, which by implementation of a chloromethylated styrene-divinylbenzene resin with a corresponding organic amine were prepared, as bromine
besonders
träger/geeignet.particularly
carrier / suitable.
Da die Arbeitsbedingungen einer Polybromidanionenauitauschharzkolonne ähnlich denjenigen üblicher Ionenaustauechharzkolonnen sind, sind übliche Harze und übliche Arbeiteverfahren im allgemeinen hinsichtlich solcher Faktoren, wie Ausmaß der Harzvernetzung, Korngröße und Strömungsgeschwindigkeiten, zufriedenstellend. Since the working conditions of a polybromide anion exchange resin column similar to those of conventional ion exchange resin columns common resins and common working methods are generally considered in view of such factors as the extent of the Resin crosslinking, grain size and flow velocities, satisfactory.
Ein besonders wirksames Verfahren zur Herstellung eines geeigneten Polybromidharzes besteht darin, daß eine praktisch gesättigte Lösung von Brom in wäßrigem Natriumbromid durch ein . Bett des Anionenaustauschharzes langsam gegeben wird. Bei die-A particularly effective method of making a suitable one Polybromide resin is that a practically saturated Solution of bromine in aqueous sodium bromide by a. Bed of anion exchange resin is slowly added. At the-
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ser Arbeitsweise adsorbierte ein handelsübliches Harz mit einer Kapazität, bezogen auf Trockengewicht, von 3,50 HiIIiäquivalenten je g in der Cl"~-iOrai, rasch 3 KoI Brom je Äquivalent des ursprünglich auf dem Harz befindlichen Chlors. Das erhaltene Polybromidharz enthielt in der nassen Form etwa 48,6.Gewichts-$ Brom. Dieses adsorbierte Brom wurde bei einer Analyse quantitativ durch Behandlung mit einer Katriumbisulfitlösung entfernt, oiiin Versuch, das Harz weiter unter verschärften Bedingungen zu beladen, ergab eine Bromierung der Harzmatrix, während der eluierbare Bromgehalt bei etwa 3 Mol je Harzäquivalent verblieb.This method of operation was adsorbed by a commercially available resin a capacity, based on dry weight, of 3.50 hiII equivalents per g in the Cl "~ -iOrai, quickly 3 KoI bromine per equivalent of the chlorine originally on the resin. The resulting polybromide resin contained approximately 48.6% bromine by weight in the wet form. This adsorbed bromine was in an analysis quantitatively removed by treatment with a sodium bisulfite solution, oiiin an attempt to further remove the resin Loading under more severe conditions resulted in bromination of the resin matrix, while the elutable bromine content remained at about 3 moles per resin equivalent.
Palis das Polybromidharz getrocknet wird oder großen Volumen Luft ausgesetzt wird, ;;ann etwas adsorbiertes Brom verlorengehen. Wenn es jedoch in einem verschlossenen Behälter aus einem brombeständigen Material, wie Polyvinylchlorid, gelagert wird, ist das Harz während langer Zeiträume stabil.Palis the polybromide resin is dried or large volume Exposure to air may cause some of the adsorbed bromine to be lost. However, if it is in a sealed container made of a bromine-resistant material such as polyvinyl chloride, the resin is stable for long periods of time.
Bei üblichen Strömungsgeschwindigkeiten von 4 bis 41 ml/cm /At usual flow rates of 4 to 41 ml / cm /
Minute ( 1 bis 10 gpm/ft. ) der Querschnittsfläche des Harzbettes ist die Eluierung des Broms mit Wasser praktisch von dem angewandten Berührungsverfahren unabhängig. Die Gleichgewichts einstellung zwischen dem auf den Anionenharz adsorbierten Brom und dem in der wäßrigen Phase enthaltenen wird rasch erreicht. Bei Raumtemperatur enthalt die in Berührung mit einem quaternären Ammoniumharz in voll beladener Br7"~-]?orm stehende wäßrige' Phase etwa 7000 ppm Brom. Eluierungsuntersuchungen· mit einer Kolonne dieses Harzes zeigten, daß die BromkonzentrationMinute (1 to 10 gpm / ft.) Of the cross-sectional area of the resin bed, the elution of the bromine with water is practically independent of the contact method used. The equilibrium setting between the bromine adsorbed on the anion resin and that contained in the aqueous phase is reached quickly. At room temperature, the aqueous phase in contact with a quaternary ammonium resin in fully charged Br 7 "-] form contains about 7000 ppm of bromine. Elution studies with a column of this resin showed that the bromine concentration
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in clem Eluierungsmittel auf etwa .1300 ppm abfiel, nachdem ein Volumen Wasser entsprechend 100 Bettvolumen durch die Kolonne geführt war. Wach Durchleiten von 1400 Bettvolumen fiel die Bromkonaentration in dem Eluierungsmittel auf etwa 50 ppm ab, und es waren etwa 95 c/° des adsorbierten Broms entfernt. Durch weitere Eluierung wurde der restliche Bromgehalt des Harzes noch niedriger, und die elulerte Bromkonzentration fiel dann auf 10 ppm und darunter ab.in the eluent dropped to about .1300 ppm after a volume of water corresponding to 100 bed volumes had passed through the column. After 1400 bed volumes were passed through, the bromine concentration in the eluent dropped to about 50 ppm and about 95 c / ° of the adsorbed bromine had been removed. Further elution reduced the residual bromine content of the resin and the eluted bromine concentration then dropped to 10 ppm and below.
Die Temperatur hat einen wesentlichen Einfluß auf das Bromgleiciigewicht zwischen Harz und wäßriger Phase. Z.B. zeigte Wasser in Berührung mit einer etv/a äquivalenten Menge des Polybromidharzes, welches 2,14 Mol Brom je Äquivalent Harz enthielt, eine Gleichgewichtskonzentration von etwa 13 800 ppm Brom bei 550C und von 4270 ppm beiThe temperature has a significant influence on the bromine equilibrium between resin and aqueous phase. For example, water in contact with an approximately equivalent amount of the polybromide resin, which contained 2.14 moles of bromine per equivalent of resin, had an equilibrium concentration of about 13,800 ppm of bromine at 55 ° C. and of 4270 ppm at
Eine Regenerierung des erschöpften oder teilweise erschöpften Polybromidharzes läßt sich leicht durch eine Behandlung mit einer Bromlösung, wie vorstehend beschrieben, falls es gewünscht wird, erreichen.A regeneration of the exhausted or partially exhausted Polybromide resin can be easily obtained by treatment with a bromine solution, as described above, if desired will reach.
Eine höhere Eluierungskonzentration an Brom ist notwendig für eine Stoßbehandlung, bei der 10 bis 30 ppm in dem behandelten Wasser erforderlich sind, als sie zur Aufrechterhaltung eines restlichen Bromgehaltes von 0,02 bis 1,0 ppm Brom erforderlich ist. Die Häufigkeit der Regenerierung hängt von den Erfordernissen des speziellen Systems ab.A higher elution concentration of bromine is necessary for a shock treatment where 10 to 30 ppm in the treated Water are required than they are required to maintain a residual bromine content of 0.02 to 1.0 ppm bromine is. The frequency of regeneration depends on the requirements of the particular system.
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Die bromhaltige Eluierungslösung kann abgemessen v/erden und zu einer weiteren Wassermenge im erforderlichen Haß zugesetzt werden, um die gewünschte Bromlconzentration in dem behandelten Wasser zu ergeben oder aufrechtzuerhalten. Übliche analytische Verfahren können zur Bestimmung der Bromkonzentrationen und zur Regelung des BehandlungsVerfahrens angewandt werden. Gewiinsentenfalls kann eine automatische Ausrüstung angewandt werden, um kontinuierlich die Bromkonzentration des behandelten Wassers anzuzeigen und im erforderlichen Haß ein stärker konzentriertes Bromeluat zuzugeben, um die Bromkonzentration innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten. Eine derartige Regelung ist besonders günstig bei einem Kreislaufsystem, wie es üblicherweise in Schwimmbecken angewandt wird, wo ein Teil des durch das System strömenden Wassers durch geeignete Haßnahmen abgeteilt werden kann, so daß es durch eine Polybromidharzkolonne geht und daraus Brom eluiert.The eluting solution containing bromine can be measured and grounded added to a further amount of water in the necessary hatred to give or maintain the desired concentration of bromine in the treated water. Usual analytical methods can be used to determine the bromine concentrations and to regulate the treatment process can be applied. In the event of a profit, an automatic Equipment can be applied to continuously display the bromine concentration of the treated water and in the necessary hatred, a more concentrated bromeluate add to keep the bromine concentration within the desired limits. Such a regulation is special beneficial in a circulatory system, such as is commonly used in swimming pools, where part of the flow through the system flowing water can be separated by suitable measures so that it goes through a polybromide resin column and bromine is eluted therefrom.
A. Ein Teil eines üblichen quaternären Ammonium-Styrol-8 Jt-DivinylbenBOl-Anionenaustauschharzes, welches aus kugelförmigen Teilchen mit Durchschnittsdurchmessern von 0,9bis 0,3 mm mit einer Trockengewiohtskapazität von 3,5 Milli-A. A portion of a common quaternary ammonium-styrene-8 Jt-divinylbenBOl anion exchange resin, which consists of spherical particles with average diameters of 0.9 to 0.3 mm with a dry weight capacity of 3.5 milli
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äquivalent en/g 01"-I1Oi1IiI bestand, wurde in/Glaskolonne von 2,54 cm Innendurchmesser gegeben und mit Brom beladen, wozu langsam ein Überschuß einer wäßrigen Lösung, die etwa 35 Gewiohts-?S Brom und 17 Gtwichts-^ !Natriumbromid enthielt,equivalent en / g 01 "-I 1 Oi 1 IiI was placed in a glass column with an internal diameter of 2.54 cm and charged with bromine, for which purpose an excess of an aqueous solution containing about 35% by weight of bromine and 17% by weight ^! Contained sodium bromide,
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dur.cli die Kolonne gegeben wurde. Nach beendeter Beladung wurde die überschüssige Bromlösung aus der Kolonne abgezogen und das Polybromidhars mit einer geringen Henge Wasser gespült. Eine Probe des ernaltenen feuchten Polybromidharzes entnielt 48,6 Gewichts-^ Brom. Das adsorbierte Brom v/urde quantitativ aus einem Teil des behandelten Harzes durch eine analytische Behandlung mit einer llatriumsulfitlösung entfernt. Das hierbei als Bromid entfernte Brom entsprach einer theoretischen Kapazität von 3 1-iol Brou/ liarzäquivalent der Anionenaustauschkapazität.dur.cli the column was given. After loading is complete the excess bromine solution was drawn off from the column and the Polybromidhars with a small henge of water flushed. A sample of the harvested moist polybromide resin contained 48.6% bromine by weight. The adsorbed bromine was quantitatively removed from a portion of the treated resin by an analytical treatment with a sodium sulfite solution removed. The bromine removed as bromide corresponded to a theoretical capacity of 3 1-iol Brou / liarz equivalent of the anion exchange capacity.
B. Bei einem Versuch zur weiteren Beladung des Harzes wurde die konzentrierte wäßrige Bromlöaung auf 50^3 erwärmt und durch das Harzbett während einiger Stunden im Kreislauf geführt. Das Harz wurde dann bei Raumtemperatur einige Tage in Berührung mit der Bromlösung stehengelassen. Das erhaltene feuchte Harz enthielt insgesamt 64,9 Gewichts-^ Brom. Jedoch hielt es nach einer Behandlung dieses Harzes-,,;. mit überschüssiger Natriumsulfitlösung 16,4 Gewichts-^ Brom zurück, was eine Bromierung der Harzmatrix anzeigt. Das eluierbare Brom entsprach etwa 3 Mol Brom je Xquivalent der anfänglichen Harzkapazität.B. In an attempt to further load the resin, the concentrated aqueous bromine solution was heated to 50 ^ 3 and circulated through the resin bed for a few hours. The resin then turned some at room temperature Left in contact with the bromine solution for days. The moist resin obtained contained a total of 64.9% by weight Bromine. However, after one treatment of this resin - ,,;. with excess sodium sulfite solution 16.4% by weight Bromine back, which indicates bromination of the resin matrix. The elutable bromine corresponded to about 3 moles of bromine per equivalent the initial resin capacity.
G. In gleicher Weise wurden die Polybromidformen anderer Styrol-Divinylbenzol-Harze, die 1 bis 16 i» Divinylbenzol enthielten, nergestellt. Auch wurden ein quaternäres PoIyvinylpyridinharz entsprechend der US-Patentschrift 2 801G. Similarly, the Polybromidformen other styrene-divinylbenzene resins which contain 1 to 16 i »divinylbenzene were nergestellt. A polyvinylpyridine quaternary resin according to US Pat. No. 2,801 has also been used
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und ein handelsübliches quateriiisiertes Polyäthoscypoly— aminhars in entsprechende Polybromidformen überführt. Obwonl die Bromkapazitäten dieser Harze hinsichtlich - des Anteils ihren anfänglichen Anionenaustaucchkapazitäten gleich waren, waren diese zwei letzteren Harze weniger stabil als die bevorzugten quaternären Ammoniuin-Styrol-Divinylbenzol-Harze. and a commercially available quaternized Polyäthoscypoly- aminhars converted into corresponding polybromide forms. Although the bromine capacities of these resins in terms of the proportion of their initial anion exchange capacities were the same, these latter two resins were less stable than the preferred ammonium-styrene-divinylbenzene quaternary resins.
2 - EluierungBeigenachaften2 - Elution Characteristics
Unter Verwendung einer Kolonne mit 2,54 cm Innendurchmesser, die mit der Polybromidform des in Beispiel 1 A beschriebenen Harzes gefüllt war, wurde eine Reihe von Eluierungsversuchen bei Raumtemperatur durchgeführt. Es wurde keine merkliche Änderung der Eluierung3eigenschaften bei Strömungsgeachwindig-Using a 2.54 cm internal diameter column constructed with the polybromide form of that described in Example 1A When the resin was filled, a series of elution attempts were made carried out at room temperature. There was no noticeable change the elution properties at flow rate winds
p Οp Ο
keiten von 20 bis 41 ml/cm je Ilinute (5 bis 10 gpm/ft. ), einer Bett-Tiefe von 40,7 und 91,4 cm und einer Stroraaufwärtsführung oder Stromabwärtsführung gefunden. In Tabelle I sind Werte einer typischen Eluierung unter Verwendung eines feuchten Harzes, das anfänglich 4^,5 Gewichts-^ Brom enthielt, zusammengefaßt.speeds from 20 to 41 ml / cm per minute (5 to 10 gpm / ft.), a bed depth of 40.7 and 91.4 cm and a Strora upward guide or downstream duct found. In Table I are values from a typical elution using a moist resin initially containing 4.5% bromine by weight, summarized.
EluierungsmitteisBed volume of the
Eluting agent
tes Br2 Total elution
tes Br 2
Eine kleine Harzkolonne von 10 cm Durchmesser und 40,7 cm Höhe, die mit 3,7 1 des Harzes nach Beispiel 1 in der PolybromidformA small resin column of 10 cm in diameter and 40.7 cm in height, containing 3.7 l of the resin according to Example 1 in the polybromide form
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gefüllt war und etw 2,'*>';■ kr Brom entkielt., wurde in die liiickctroii.il ei tung eines l^reilandochwimmbeckens von 75»'/ m"" clngcbaut. mittels geeigneter Ventile konnte ein Teil des kreis-■ laufv/assers nach der Piltriereinheit abgezweigt v/erden, no • daß er duren die Harakolonne ging, wodurch ein Seil des adsorbierten Bromu zur Zugabe in den liauptkreislaufstron eluiert wurde.was filled and had about 2, '*>'; ■ kr bromine., was built into the liiickctroii.ilung of a l'iland high swimming pool of 75 "/ m" clngc. By means of suitable valves, part of the circulating water could be branched off after the piltration unit, but it went through the Hara column, whereby a rope of the adsorbed bromine was eluted for addition to the main circulation stream.
Die anfängliche Strömung des kreislaufwassers durch die ilarskolonne vmrde von hand goregelt, um eine Bromkonzentratio2i in der .:iauptmen<-;e den Beckens zwischen et v/a 0,7 und 1,2 ppm aufreciitzue-rhalten* /.!!schließend vmrde ein automatisches Instrument eingebaut;, uia das verbliebene Brom in dem Kreißlaufstrom zu messen und luj; ein Solenoidventil in der Leitung zu der rolybronidkolonne zu regeln, wodurch ein Teil des Kreia-Ia*..;f,ij-troraee von Zeit au Zeit durch die JOlybroraidharzkolormeThe initial flow of the circulating water through the ilars column is manually goregulated to maintain a bromine concentration in the. : iauptmen <-; e keep the basin between et v / a 0.7 and 1.2 ppm * /.!! Finally, an automatic instrument is installed; to regulate a solenoid valve in the line to the rolybronid column, whereby part of the Kreia-Ia * ..; f, ij-troraee from time to time by the JOlybroraidharzkolorme
wenn
abgezweigt vmrde, -wtre es erforderlich war, um die gewünschte
Brookonzentration aufrechtzuerhalten. Beispielsv/eise vmrde
an einem v/armen ilaciiLiittag die llarzkolonne mit einem Kreislauf
von etwa IO iiinuten eingeschaltet und anschließend etwa 20 Minuten abgeschaltet bedient. Nach jeder IOinscaaltungope-if
branched off vmrde, -wtre it was necessary to maintain the desired brook concentration. For example, on a poor ilacii day the llarz column was switched on with a cycle of about 10 minutes and then switched off for about 20 minutes. After every installation
riode begann die Bromkonzentration in dem Becken während eini-Grund During the period, the bromine concentration in the basin began during one-bottom
ger Minuten auf/der Beckenmischeigenschaften anzusteigen, bevor sie langsam abfiel, wenn das Brom verbraucht war. Trotzdem ließ sich die Brornkonezntration in den Bedien leicht zwischen et v/a 0,c0 und 1,05 ppm halten. Während der Wacht war der Bromverbrauch praktisch 0.ger minutes to soar on / of the pool mixing properties before it slowly fell off when the bromine was used up. Nevertheless, the concentration in the operator could easily be between et v / a hold 0, c0 and 1.05 ppm. While the watch was the bromine consumption practically 0.
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V'ilirencL eines langen Versuchszeitrauiiies mit der Polybroiniduarskoloune zeigte das Schwimmbecken keinerlei Anzeichen von Algenwachsturn und wurde bei praktisch steriler Bedingung gehalten, da eine üakterieiiplattenalihlung von weniger als 0,1 je cm erhalten wurde.V'ilirencL a long experimental period with the Polybroiniduarskoloune The pool showed no signs of algae growth and was kept in virtually sterile condition held because a bacterial plate cooling of less than 0.1 per cm was obtained.
6AD ORIGINAL 909850/1 101 6AD ORIGINAL 909850/1 101
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