DE19938254B4

DE19938254B4 - Verfahren zum Regenerieren von Adsorbentien

Info

Publication number: DE19938254B4
Application number: DE1999138254
Authority: DE
Inventors: Harald Dr.-Ing. Hielscher; Norbert Lehmann
Original assignee: Dr Hielscher GmbH
Current assignee: Dr Hielscher GmbH
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: DE19938254A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Adsorbentien, insbesondere von Adsorber-Polymeren, die in Wasser eingebracht und dort einem Ultraschall-Feld ausgesetzt werden. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und mit dem mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ohne Einsatz von Chemikalien eine effektive Regeneration von Adsorbentien gewährleistet ist, wird dadurch gelöst, daß die mit Stoffen beladenen Adsorbentien 11 unter erhöhtem Druck mit Wasser 13 gespült und gleichzeitig einem Ultraschall-Feld ausgesetzt werden, wobei der Druck und die Ultraschall-Amplitude derart aufeinander abgestimmt werden, daß keine Kavitation auftritt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Adsorbentien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Adsorbentien werden in den unterschiedlichsten Bereichen wie in galvanischen Bädern, zur Abwasserbehandlung eingesetzt, um Stoffe, insbesondere Schadstoffe, aus Flüssigkeiten gezielt herauszuziehen.
Während des Reinigungsvorganges lagern sich die aus der Flüssigkeit zu entfernenden Stoffe an die Adsorbentien an, so daß diese nach einiger Zeit keine Stoffe mehr aufnehmen und ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.
Die mit den Stoffen beladenen Adsorbentien müssen dann entsorgt oder regeneriert werden.
Zur Regeneration von Adsorbentien wurden neben den chemischen Verfahren auch bereits Verfahren unter Verwendung von Ultraschall vorgeschlagen.
Aus der DE 196 18 022 A1 ist ein Verfahren zum Regenerieren von verbrauchten Adsorbentien durch Waschen mit warmem Wasser und einem zugesetzten Netzmittel bekannt, wobei die Waschwirkung durch Einsatz von Ultraschall unterstützt werden kann.
Aus der DE 195 21 665 A1 ist ein Verfahren zum Regenerieren einer Adsorbtionsfilterschicht in einer Geschirrspülmaschine bekannt.
Aus der DE 43 12 445 C2 ist ein Verfahren zum Regenerieren von Adsorbentien, die zum Reinigen von Flüssigkeiten verwendet werden und die mit Stoffen beladen sind, welche sich beim Reinigen der Flüssigkeiten durch Adsorbtion angelagert haben, bekannt. Die beladenen Adsorbentien werden in Wasser eingebracht und in demselben einem Ultraschallfeld ausgesetzt, insbesondere mit einer Ultraschall-Leistung von 200 Watt je Liter Flüssigkeit, wobei belüftetes Wasser verwendet wird.
Es hat sich dabei jedoch herausgestellt, daß ein Regenerationseffekt nur erreicht wird, wenn ein fokussiertes hochfrequentes Ultraschall-Feld eingesetzt wird, mit dem nur geringe Mengen von einigen Gramm von Adsorberpolymeren mit wirtschaftlich unvertretbar hohem Aufwand regeneriert werden können. Eine Ultraschallanwendung mit 20 kHz führt zur Zerstörung der Adsorbentien infolge von sich bildender Kavitation.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und mit dem mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ohne Einsatz von Chemikalien eine effektive Regeneration von Adsorbentien gewährleistet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit Stoffen beladenen Adsorber-Polymere unter erhöhtem statischen Druck mit Wasser gespült und gleichzeitig einem Ultraschall-Feld ausgesetzt werden, wobei der Druck und die Ultraschall- Amplitude derart aufeinander abgestimmt werden, daß keine Kavitation auftritt.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, ein Ultraschall-Feld zwischen 18 kHz und 100 kHz einzusetzen und in Abhängigkeit von der verwendeten Amplitude des Ultraschalls einen Druck zwischen 5 bar und 50 bar zu wählen, wobei der Ultraschall-Leistungseintrag pro Liter bei 3 Watt bis 50 Watt bei einer Beschallungszeit von 10 Minuten bis 120 Minuten gewählt wird.
Das Verfahren gewährleistet die Regeneration von Adsorber-Polymeren mittels Ultraschall und Wasser in industriellem Maßstab in einem kontinuierlichen Prozeß mit geringem Aufwand und hohem Wirkungsgrad (Regenerationsgrad von ca. 90%).
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung ein Reaktorgefäß mit einer Sonotrode, in dem ein Wasser-Adsorber-Polymer-Gemisch eingebracht ist.
Das Reaktorgefäß 1 mit einer eingebrachten Sonotrode 2 weist im unteren Bereich einen Zulauf 3 mit einem Ventil 4 für zum Beispiel ein- galvanisches Bad (Elektrolyt) 12 und einen Zulauf 5 mit einer Pumpe 7 und einem Ventil 6 für Wasser 13 auf.
Im oberen Bereich ist ein Ablauf 10 mit einem Ventil 14 für das Elektrolyt 12 und ein weiterer Ablauf 8 mit einem Überdruckventil 9 für das kontaminierte Wasser 15 vorgesehen.
Das Reaktorgefäß 1 weist weiterhin einen schraubbaren oberen Deckel mit Sieb 16 und einen schraubbaren unteren Deckel mit Sieb 17 auf. Über den oberen Deckel 16 wird das Adsorbens, hier Adsorber-Polymere 11, eingefüllt. Die mit den Deckeln 16, 17 verbundenen Siebe verhindern den ungewollten Austritt von Adsorber-Polymeren 11 über die Ausläufe. Über den unteren Deckel 17 kann verbrauchtes Adsorber-Polymer 11 abgelassen werden.
Im normalen Betriebsfall wird das zu reinigende Elektrolyt 12 unter normalem Druck durch das Reaktorgefäß 1 geleitet, in welchem sich die Adsorber-Polymere 11 befinden. Das Elektrolyt 12 wird im Reaktorgefäß 1 durch die Adsorber-Polymere 11 durch die Anlagerung von Stoffen gereinigt.
Wenn die Anlagerungs-Kapazität der Adsorber-Polymere 11 ausgeschöpft ist, dann werden die Abflüsse 3, 5, 8 mit den Ventilen 4, 6, 9 geschlossen und das Elektrolyt 12 wird über den Ablauf 10 mit dem Ventil 14 aus dem Reaktorgefäß 1 abgelassen. Im Reaktorgefäß befindet sich nur das Adsorber-Polymer 11.
Über den Zulauf 5 wird Wasser 13 in das Reaktorgefäß 1 gepumpt bis der in Abhängigkeit von der gewählten Ultraschall-Amplitude vorherbestimmte Druck von zum Beispiel 25 bar im Gefäß 1 erreicht ist. Die Adsorber-Polymere 11, deren Zwischenräume mit Wasser 13 ausgefüllt sind, werden unter diesem Druck von 25 bar mit einem Ultraschall-Feld mit zum Beispiel 10 Watt pro Liter Leistungseintrag während einer Beschallungszeit von ca. einer Stunde beaufschlagt und dabei mit Wasser 13 durchgespült. Das Wasser 13 reinigt die Adsorber-Polymere 11. Der Abfluß des kontaminierten Wassers 15 erfolgt über das Überdruckventil 9, den Ablauf 8 in einen nicht dargestellten Abfalltank.
Wichtig ist es, daß der Ultraschall-Eintrag in Abstimmung mit dem Spüldruck mit solchen Leistungsparametern erfolgt, daß keine Kavitation eintritt. Eine intensive Wellenausbreitung ist für den Regenerationsprozeß sehr wichtig.
Während dieser Ultraschall-Beaufschlagung werden die an den Adsorber-Polymeren 11 angelagerten Stoffe abgelöst und über den Auslaß 8 mit dem mit diesen abgelösten Stoffen kontaminierten Wasser 15 weggeführt.
Der Prozeß der Regeneration läuft solange ab bis ein ausreichender Regeneriergrad von zum Beispiel 90% erreicht ist. Der Regenerationsprozeß wird zum Beispiel einmal pro Woche durchgeführt.
Die normale Verwendung des Gefäßes 1 zur Reinigung des galvanischen Bades durch die Adsorbentien ist nur für die kurze Zeit der Regeneration unterbrochen. Die Ultraschall-Sonotrode 2 ist nur während des Regenerationsprozesses in Betrieb.

1: Reaktorgefäß
2: Ultraschall-Sonotrode
3: Zulauf
4: Ventil
5: Zulauf
6: Ventil
7: Pumpe
8: Ablauf
9: Überdruckventil
10: Zulauf
11: Adsorber-Polymer
12: Elektrolyt
13: Wasser
14: Ventil
15: Kontaminiertes Wasser
16: Oberer Deckel mit Sieb
17: Unterer Deckel mit Sieb

Claims

Verfahren zum Regenerieren von Adsorber-Polymeren, die in Wasser eingebracht und dort einem Ultraschall-Feld ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Stoffen beladenen Adsorbentien (11) unter erhöhtem statischen Druck mit Wasser (13) gespült und gleichzeitig einem Ultraschall-Feld ausgesetzt werden, wobei der Druck und die Ultraschall-Amplitude derart aufeinander abgestimmt werden, daß keine Kavitation auftritt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz von 18 kHz bis 100 kHz und in Abhängigkeit von der gewählten Amplitude des eingesetzten Ultraschalls ein Druck zwischen 5 bar und 50 bar eingesetzt werden, wobei der Ultraschall-Leistungseintrag pro Liter Wasser zwischen 3 Watt und 50 Watt bei einer Beschallungszeit zwischen 10 Minuten und 120 Minuten gewählt wird.