DE2000960A1 - Verfahren und Vorrichtung fuer die Entsalzung von Loesungen mit hohem Salzgehalt mit Hilfe von Ionenaustauschharzen - Google Patents

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Dr. A. ULLRICH · D*. T. ULLRICH PATENTANWÄLTE

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Ö1Ö7

RESINDION S.p.A., Binasco, Milano, Italien

Verfatoen_und__Vorrichtung_für_die_Entsalzung von_Lösungen_mit hohem_Salzgehalt mit Hilfe_von^Ionenaustauschharzen_:i

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung des Salzgehalts aus wässrigen Lösungen mit Hilfe von Ionenaustauschharzen.

Es ist bekannt, dass die herkömmlichen Ionenaustauschverfahren unwirtschaftlich werden, wenn der Salzgehalt des zu reinigenden Wassers einen bestimmten Wert übersteigt. Die Faktoren, die mit steigendem Salzgehalt die Erhöhung der Kosten des hergestellten gereinigten Wassers bestimmen, sind: 1.) die grossen Volumina der verwendeten Austauschharze, 2.) der hohe Verbrauch von Chemikalien für die Regenerierung

des erschöpften Harzes, g

3.) die grossen Wassermengen, die zum Spülen der Harze nach dem Durchgang der Regenerierungslösungen benötigt werden.

Wenn das zu reinigende Wasser auch für den SpülVorgang verwendet wird, werden die Harze während des Waschens erschöpft. Wenn andererseits gereinigtes Wasser verwendet wird, hat es sich als unmöglich erwiesen, das Verfahren durchzuführen, da die erzielte gereinigte Wassermenge nur zum Spülen der Harze ausreicht. Von all den Faktoren ist aber einer am bedeutendsten, nämlich die beschränkte Verwendung der gesamten Austauschkraft der Harze, die nach herkömmlichen Verfahren möglich ist. Die verfügbare Austauschkraft bestimmt die

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Volumina des zu verwendenden Harzes und folglich die Investitionskosten der Einrichtung.

Bei den herkömmlichen Demineralisierungsprozessen, in denen der Salzgehalt des zu reinigenden Wassers nicht 500 mg/1 übersteigt, besteht die Tendenz, denjenigen Teil der gesamten Austauschkapazität des Harzes zu verwenden, der den geringsten Verbrauch an Regeneriermittel erfordert. Die im allgemeinen verwendete Austauschkapazität entspricht etwa 50 % der Gesamtkapazität des Harzes. Wenn es unter Anwendung herkömmlicher Prozesse erforderlich ist, Wasser mit ' einem hohen Salzgehalt zu reinigen, wird eine beachtliche Steigerung im RestSalzgehalt des erhaltenen gereinigten Wassers bemerkt.

Um diesen Verlust an Salzhaltigkeit niedrig zu halten, ist es notwendig, die Menge des anzuwendenden Regeneriermittels zu erhöhen, was folglich die schon hohen Arbeitskosten steigert. In der Praxis führt dies zu einer fortschreitenden Abnahme der Wirksamkeit des Prozesses im Verhältnis zum Anstieg des Salzgehalts des zu reinigenden Wassers. Zur Zeit beträgt die maximale Salzhaltigkeitsgrenze, oberhalb derer der Ionenaustausch-Entsalzungsprozess unwirtschaftlich wird, 1000 mg/1 Salzgehalt pro Liter des zu reinigenden Wassers. Oberhalb dieser Grenze werden die Bearbeitungskosten höher als diejenigen bei entsprechenden anderen Verfahrensmassnahmen, wie z.B. der Mehrstufenvakuumdestillation.

Es ist bekannt, dass die Verwendung von Ionenaustauschharzen normalerweise in Filtern von zylindrischer Gestalt geschieht, in welchen das Volumen des Harzes im Ruhezustand nahezu die Hälfte des Gesamtvolumens des Filters einnimmt. In den herkömmlichen Entmineralisierungsvorrichtungen werden wenigstens zwei Filter verwendet, die in Reihe geschaltet sind und von denen das erste Kationharz und das zweite Anionharz enthält. Zur Regenerierung des Kationharzes wird Mineralsäure, Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure verwendet, während für die Regenerierung des Anionharzes Natriumhydroxyd oder seltener Ammoniumhydroxyd verwendet wird. Im letzteren

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Fall muss das verwendete Anionharz von schwach basischem Typ sein. Die verwendeten kationischen und anionischen Harze können zwei Gruppen angehören, stark sauer oder schwach sauer kationisch, stark basisch oder schwach basisch anionisch.

Die schwach sauren kationischen Harze können die freien Basen und die Kationen absorbieren, wenn sie in Form von Karbonaten oder Bikarbonaten vorliegen. Die schwach basischen Harze können nur die freien Säuren absorbieren. Die Spaltung eines Neutralsalzes erfordert immer die Verwendung eines stark sauren und eines stark basischen Harzes. Bei den herkömmlichen Prozessen werden die schwach sauren kationi- ^ sehen Harze allein verwendet oder vor ein stark saures kationisches Harz geschaltet. Das schwach saure Harz reagiert mit den Bikarbonaten und das stark saure mit den Neutralsalzen. Der Austauschprozess setzt Kohlensäure und Mineralsäure frei. Die Mineralsäure wird folglich durch ein schwach basisches Harz und die Kohlensäure durch ein stark basisches Harz absorbiert. Das letztere kann auch Kieselsäure absorbieren, wenn diese im Wasser anwesend ist. Das Schema sieht daher die Verwendung eines schwachen kationischen Harzes, eines starken kationischen Harzes, eines schwachen anionischen Harzes und eines starken anionischen Harzes vor.

Dasselbe Ergebnis kann mit zwei in Reihe geschalteten ä Filtern, einem starken kationischen und einem starken anionischen, erhalten werden. In diesem Falle ist die benötigte Menge Regeneriermittel grosser, d.h. nahezu jSOO % der theoretischen Menge, im Gegensatz zu 200 %, die im vorhergehenden Falle benötigt wird.

Zur Vervollständigung der Übersicht muss weiter gesagt werden, dass die Absorption von Kohlensäure durch stark basisches Harz vermieden werden kann, wenn nach der kationischen Stufe eine Vorkehrung zur Entgasung des hergestellten entkationisierten Wassers getroffen ist. Diese Entgasung kann mit Hilfe eines Vakuums oder durch Einleiten von Luft in das entkationisierte Wasser erreicht werden.

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Aus dem Vorstehenden folgt, dass das kationische Harz in den herkömmlichen Vorrichtungen immer dem anionischen Harz vorangeht. Die Eigenschaft des stark basischen anionischen Harzes, Neutralsalze zu spalten, hat in der Praxis niemals Eingang gefunden, weil dies ernsthafte Schwierigkeiten von technologischem Charakter mit sich bringen würde. Tatsächlich kommt es vor, dass die bei der Spaltung des Anionaustauschprozesses befreiten Kationen die Form von Hydraten annehmen und in den meisten Fällen entweder nur schwach löslich oder praktisch unlöslich sind, wie dies mit Magnesiumhydroxyd der Fall ist. Diese'unlöslichen Produkte würden bei einem längeren Betrieb das Filter vollkommen verstopfen.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsalzen von Lösungen zu schaffen, die einen höheren Salzgehalt haben als die bis jetzt behandelten Lösungen, während die Arbeits- und Investitionskosten innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten werden.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die die Ionenaustauschharze bis zu einem maximalen Wert ihrer Austauschkapazität erfolgreich ausnutzen, so dass man mit beinahe theoretischem Verbrauch von Regeneriermittel gereinigtes Wasser mit einem geringen Restsalzgehalt erhält.

Genauer gesagt besteht das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung darin, dass die wässrige Lösung in kontinuierlicher Weise durch ein stark basisches Anionaustauschharz derart geleitet wird, dass das ausfliessende Produkt alle Kationen des ursprünglich ungereinigten Wassers enthält, die in Bikarbonate verwandelt sind, während die Mineralsäure durch das stark basische Anionaustauschharz, durch ein schwach saures Kationaustauschharz zur Absorption aller Kationen und Freisetzung der Kohlensäure, durch ein stark saures Kationaustauschharz und schliesslich durch ein schwach basisches Anionaustauschharz absorbiert wird, um das Entrinnen von Kationen und Anionen niedrig zu gestalten, was sich

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aus dem Durchleiten durch die ersten zwei Behandlungsphasen ergibt, und um reines Wasser mit nur freier Kohlensäure zu gewinnen.

Nach einem charakteristischen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Regenerierung der Anionaustauschharze unter Durchführung einer Lösung von Natriumbikarbonat oder Ammoniumbikarbonat durch das stark basische Anionaustauschharz und dann durch das schwach basische Harz und anschließendes Spülen der zwei Anionaustauschharze mit Wasser auf dem selben Wege wie die Anionregenerierlösung bewerkstelligt.

Nach einem anderen charakteristischen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Regenerierung der Kationaus- J tauschharze unter Durchführung einer Lösung von Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure durch das stark saure Kationaustauschharz und dann durch das schwach saure Harz und anschliessendes Spülen der beiden Kationaustauschharze mit Wasser auf dem selben Wege wie die Kationregenerierlösung bewirkt.

Die Vorrichtung zum Entsalzen von nicht geniessbarem Wasser gemäss der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von vier in Reihe geschalteten Filtern ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filter, in welches das Wasser zur Entsalzung eintritt, als Filtermaterial ein stark basisches Anionaustauschharz, das zweite Filter ein schwach saures Kat- ä ionaustauschharz, das dritte Filter ein stark saures Kationaustauschharz und das vierte Filter ein schwach basisches Anionaustauschharz enthält und das Wasser zur Entsalzung durch die Filter in der vorgeschriebenen Weise hindurchgeht.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine zweckmässige Ausführungsform, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, erläutert:

Figur 1 zeigt ein System für die Regenerierung und das Spülen der Anionaustauschharze;

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Figur 2 zeigt ein System für die Regenerierung und das Spülen der Kationaustauschharze; und

Figur 3 zeigt ein System für die Entsalzung von nicht geniessbarem Wasser.

Das Studium der Zeichnung zeigt, dass das Regeneriermittel für die Anionaustauschharze in das erste Filter A eintritt und dann zu der Austrittsöffnung des letzten Filters D geführt wird, im Gegenstrom durch dieses hindurchgeht, worauf es ausgestossen wird (Fig. 1). Das verwendete Regeneriermittel für die Anionaustauschharze ist Natriumbikarbonat oder Ammoniumbikarbonat, zweckmässig in 6 #iger Lösung.

Das Regeneriermittel für die Kationaustauschharze tritt an der Austrittsöffnung des dritten Filters C ein, durchströmt dieses im Gegenstrom, tritt in das zweite Filter B in parallelem Fluss ein und wird dann an der Austrittsöffnung des letzteren ausgestossen. Das Regeneriermittel für die Kationaustauschharze ist Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure, zweckmässig in 6 #iger Lösung.

Das zum Spülen der Harze erforderliche Wasser folgt demselben Wege wie die Regenerierlösungen.

In der Erschöpfungsphase geht das Wasser für die Entsalzung durch die vier in Reihe geschalteten Filter auf dem normalen Wege (Fig. 3)·

Das aus dem ersten Filter A ausfliessende Produkt enthält alle Kationen aus dem ursprünglich unbehandelten Wasser umgewandelt in Bikarbonate, während die Mineralsäure durch das stark basische Anionaustauschharz in diesem Filter absorbiert wird.

Im zweiten Filter B wird die gesamte kationische Ladung absorbiert und Kohlensäure aus dem Austauschprozess freigesetzt.

Im dritten Filter C und dem vierten Filter D werden die durchgesickerten Kationen und Anionen aus den beiden vorangehenden Filtern behandelt.

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Das gereinigte Wasser enthält nur freie Kohlensäure, die durch übliche Entgasungshilfsmittel entfernt werden kann.

Zweckmässig kann die freigesetzte Kohlensäure wieder verwendet werden, indem man sie durch eine Lösung von Natriumkarbonat oder Natriumhydroxyd absorbieren lässt, so dass man Natriumbikarbonat für die Regenerierung der Anionaustauschharze erhält.

Auf diese Weise wird die Entfernung der starken, durch das erschöpfte stark basische Harz absorbierten Säuren bewirkt ohne irgendeine Veränderung des pH, d.h. ohne Verwendung von Natr_iumhydroxyd, das normalerweise in den bekann- g ten Ionenaustauschprozessen verwendet wird, und daher ergibt sich keine Veränderung im pH, selbst.in der Erschöpfungsphase, und es ist auch möglich, billige Materialien zu verwenden, die nicht notwendigerweise widerstandsfähig gegen den Angriff durch Chemikalien für die Herstellung des ersten Filters sind.

Die stark basischen Austauschharze können aus zwei Typen bestehen, nämlich solchen mit aktiven quaternären Ammoniumalkylgruppen, die als Typ 1, und jene mit aktiven quaternären Ammoniumalkanolgruppen, die als Typ 2 bezeichnet werden.

Zum Füllen des ersten Filters ist es möglich, entweder ä einen Typ 1 oder einen Typ 2, ein stark basisches Austauschharz zu verwenden, wobei unwesentlich ist, welches dieser beiden verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung wird weiter erläutert durch die nachfolgenden Beispiele, die jedoch keine Beschränkung des Verfahrens selbst darstellen sollen.

Beispiele

1.) In dem nachfolgend beschriebenen Verfahren werden vier in Reihe geschaltete Filter verwendet, die unter den

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Wenn Ammoniumbikarbonat zur !Regenerierung der Anionharze verwendet wird, kann das Ammoniak aus der abgezogenen Regenerierlösung durch Behandlung mit Kalkmilch wiedergewonnen werden. Das freigewordene Ammoniakgas wird in Wasser absorbiert. Die erhaltene wäßrige Ammoniaklösung wird dann mit gasförmigem Kohlendioxyd gesättigt um Ammoniumbikarbonat zu erhalten. Die wiedergewonnene Menge an Ammoniumbikarbonat beläuft sich auf ßO $ derjenigen Menge, die erforderlich ist zur Regenerierung der Anionharze.

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ORIGINAL INSPECTED

Betriebsbedingungen arbeiten, wie sie im Diagramm in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind.

Das Filter A enthält 60 Liter eines stark basischen Harzes von poröser Struktur mit dem Warenzeichennamen RELITE 2AS.

Das Filter B enthält 50 Liter eines schwach sauren Harzes des Karboxyltypus, als RELITE CN bezeichnet.

Das Filter C enthält 50 Liter eines stark sauren Harzes des Sulfotypus, als RELITE CFS bezeichnet.

Das Filter D enthält 50 Liter eines schwach basischen Harzes, als RELITE MGl bezeichnet.

Auf diese Weise beträgt die Gesamtmenge an Harz in dem Verfahren 110 Liter Anionharz und 100 Liter Kationharz.

Alle Harze werden in Form von Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 1,0 mm angewendet. Die Höhe der Harzschicht in den einzelnen Filtern beträgt 800 mm und der freie Raum im Filter über der Harzschicht ist gleich dem Volumen des letzteren.

Zur Anordnung der Schicht des Harzes in den einzelnen Filtern wird für etwa 10 Minuten Wasser von unten eingeführt, dessen Stärke so bemessen ist, dass das Harz am Austreten nach oben gehindert wird. Wenn das umgekehrte Spülen erledigt ist, wird die Harzschicht absitzen gelassen.

Die Regeneration der Anionharze wird, wie in Figur 1 angedeutet, unter Hindurchführen einer Lösung von Natriumbikarbonat durch das Filter A und an seinem Austritt im Gegenstrom über das Filter D bewirkt. Wenn der Durchgang der Regenerierlösung beendet ist, wird das Spülwasser eingeführt und folgt demselben Weg wie die Regenerierlösung selbst.

Für die Regeneration werden 2"3O Liter 6 #ige Natriumbikarbonatlösung verwendet, was einem Verbrauch von 15*8 kg 100 #iges Natriumbikarbonat entspricht.

Zum Spülen der beiden Filter mit Anionharz werden 200 Liter Wasser benötigt.

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Am Ende dieser Operationen wird eine kurze umgekehrte Spülung nur des Filters A durchgeführt.

Die Regenerierung der Kationharze wird, wie in Figur 2 angedeutet, unter Hindurchführen einer 1 #igen Lösung von Schwefelsäure im Gegenstrom über das Filter C und an seinem Austritt in parallelem Strom über das Filter B bewirkt.

Das Spülen der Kationharze mit Wasser wird auf demselben Wege wie die saure Lösung vorgenommen.

Für die Regeneration werden 100 Liter 6 #ige Lösung ' von Chlorwasserstoffsäure verwendet, entsprechend einem Verbrauch von 6 kg 100 #iger Chlorwasserstoffsäure.

Zum Spülen der beiden Kationfilter werden 200 Liter Wasser benötigt. "~"

Zum Schluss wird eine kurze Umkehrspülung nur des Filters B durchgeführt.

Für die anionischen Regenerierungsoperationen wird eine Zeit von 100 Minuten und für die kationischen Operationen von 90 Minuten benötigt, wobei es möglich ist, beide Operationen gleichzeitig durchzuführen.

Die Reinigung des zu entsalzenden Wassers wird unter Hindurchführung dieses Wassers über die vier in Reihe geschalteten Filter, wie in Figur ) dargestellt, mit einer Kapazität von 600 Liter/Stunde, äquivalent einer spezifischen Ladung von 12 Liter/Stunde pro Liter Harz, entsprechend jedem einzelnen Liter, bewerkstelligt.

Die Arbeitsdaten für den ganzen Prozess, die Salzzusammensetzungen der verschiedenen Arten des ungeniessbaren, zu entsalzenden Wassers und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen aufgeführt.

In diesen Tabellen sind die Werte für die verschiedenen ionischen Komponenten im Wasser, die Werte für die Austauschkapazität der Harze und die Verbrauchsmengen der verschiedenen Chemikalien für die Regeneration der Harze in einer einzigen Masseinheit ausgedrückt, wie dies in der laufenden Pra-

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xis durch die chemisch äquivalenten Mengen von Kalziumkarbonat ausgedrückt wird.

■Tabelle 1 (Beispiel 1)
Ionengehalt in dem zu entsalzenden Wasser.in mg/l_als_CaCO,

Ca 1100 HCO, 200

Mg 100 Cl 500

^Na 500 SO₂^ 1000

Γ/Ό0 1700 (sie)

Erhaltenes gereinigtes V/asser in Liter = 4400
Kennzeichen des gereinigten_entgasten Wassers:

Leitfähigkeit in "Mikroohm = 15

Chloride = 0

Karbonatalkalinität = j5 mg/1 CaCO,

Absorbierter_Salzgehalt/Ki-eislauf -- 7480 g als CaCO-, Austauschkapazität/Liter Harz:_

74,8 g CaCOy'Liter kationisches Harz
68,0 g CaCO,/Liter anionisches Harz

_^_ Regenerirmittels/Liter Harz:

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g als CaCO,, 12,5 g NaHCO^/Liter anionisches Harz = 74,6 g als CaCO,

Kationisches Harz 82,2 : 74,8 = 1100
Anionisehes Harz 74,6 ; 68,0 = IO98

Tabelle 2 (Beispiel 1)

Ianengehalt_in_dem_zu entsalzenden Wasser in mg/Liter als CaCO.,

———— j

€a 100 HCO^ 200

--•'■-■Mg 100 . Cl 2200

Na 25ΟΟ SO₁₁ 300

27ΟΟ 2700

ser in Liter = 2760

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ORIGINAL INSPECTED

Kennzeichen des gereinigten_entgasten Wassers:

Leitfähigkeit in Mikroohm = 25 Chloride = 3 mg/Liter als CaCO, Karbonatalkalinität = 15 mg/Liter CaC(K

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 7450 g als CaCO-,

—-- - j

Austauschkapazitat/Literjjarz^

74,5 g CaCO_v/Liter kationisches Harz

67,7 g CaCO,/Liter anionisches Harz Menge des verwendeten Regeneriermittels/Liter Harz:

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g als CaCO, 125,5 g NaHCO,/Liter anionisches Harz = 74,6 g als CaCO,

Verhältnis: Regenerationsstufe/Austauschkapazität:

Kationisches Harz 82,2 : 74,5 = 1103 Anionisches Harz 74,6 : 67,7 = 1102

Tabelle 3 (Beispiel 1)

Ionengehalt in_dem_zu entsalzenden_Wasser_in mg/Liter als CaCO,

Ca 600 HCO 200

Mg 100 Cl 25ΟΟ

Na 25ΟΟ SO^ 500

32ΟΟ · 32ΟΟ

Erzeugtes_gereinigtes Wasser in Liter = 2300 Kennzeichen des gereinigten entgasten Warsers:

Leitfähigkeit in Mikroohm - 35 Chloride = 5 mg/Liter als CaCO, Karbonatalkalinität = 15 mg/Liter CaCO₇

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 7360 g als CaCO-, Austauschkapazität/Liter Harz:

73,6 g CaCO,/Liter kationisches Harz 66,9 S CaCO,/Liter anionisches Harz

10 9 819/1683 ^{0RlG1NAL lNSPECTED}

ft

Menge des verwendeten Regeneriermlttels/Liter_Harz:

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g als CaCO-, 125,5 g NaHCO-₅/Liter anionisches Harz = 74,6 g als CaCO₅

Verhältnis: Regerationsstufe/Austauschkapazität:

Kationisches Harz 82,2 : 73,6 = III7 Anionisches Harz 74,6 : 66,9 = III6

2.) Zum Vergleich wird nachstehend ein Beispiel für die Reinigung nach herkömmlichen Prozessen angegeben. Es werden hier auch vier in Reihe geschaltete Filter benutzt.

In jedem der ersten zwei Filter sind 60 Liter eines stark sauren kationischen Harzes vom Sulfontyp enthalten. Im dritten Filter sind 60 Liter eines schwach basischen anionischen Harzes eines monofunktionellen Typs enthalten. Das vierte Filter enthält 50 Liter eines stark basischen Harzes des Typs 1.

Auf diese Weise beträgt die Gesamtharzmenge für das Verfahren 120 Liter kationisches Harz und 110 Liter anionisches Harz.

Alle verwendeten Harze liegen in Form von Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 1,0 mm vor. Die Höhe der Harzschicht in den einzelnen Filtern beträgt 800 mm und der freie Raum über der Harzschicht ist gleich dem Volumen des Harzes selbst. Alle Harze werden nach dem Umkehrspülprinzip in den einzelnen Filtern gespült und dann absitzen gelassen. Die Regenerierung der zwei kationischen Filter wird durch Einleiten einer 6 #igen Lösung von Chlorwasserstoffsäure in parallelem Strom in das zweite Filter und an seinem Austritt wieder in parallelem Strom in das erste bewirkt. Die Regeneration der zwei anionischen Filter wird durch Einleiten einer 4 #igen Lösung von Natriumhydroxyd in parallelem Strom in das letzte Filter mit dem stark basischen Harz und an seinem Austritt wieder in parallelem Strom in das dritte Filter mit schwach basischem Harz bewerkstelligt.

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IH

Die verwendete Menge an HCl bei 100 % beträgt 15 kg. Die verwendete Menge 100 #iges NaOH beträgt 14 kg.

Das Waschwasser folgt demselben Wege wie die Regenerationslösung. Es werden 500 Liter Wasser zum Spülen der kationischen Harze verwendet. Für die anionischen Harze werden 1800 Liter zum Spülen verwendet. In der folgenden Tabelle sind die erhaltenen Ergebnisse und die Betriebsbedingungen zusammengestellt.

Tabelle 1 (Beispiel 2) Ionengehalt_des_zu entsalzenden_Wassers in mg/Liter als CaCO-

Ca 1100 HCO, 200

Mg 100 Cl 500

^Na 500 SO₄ 1000

1700 1700

Erzeugtes_gereinigtes_Wasser in Liter = 3530 Kennzeichen_des_gereinigten_Wassers:

Leitfähigkeit in Mikroohm = 50 Härte = 5 mg/Liter CaCO^

Freie Alkalinität = 20 mg/Liter CaCO,

Absorbierter_Salzgehalt/Kreislauf = 6000 g als CaCO, Austauschkapazität/Liter_Harz^

50,0 g CaCOVLiter kationisches Harz 54,6 g CaCOyXiter anionisches Harz

Menge_des verwendeten Regeneriermittels/Liter Harz:

125 g HCl/Liter kationisches Harz = 171,3 als CaCO^ 127,5 g NaOH/Liter anionisches Harz = 159,0 als CaCO,

Verhältnis: Regenerationsstufe/Austauschkapazität:

Kationisches Harz 171,3 : 50,0 = 3325 Anionisches Harz 159,0 : 54,6 = 2920.

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Claims (12)

Patentansprüche

1.) Verfahren, zum Entfernen des Salzgehaltes aus wässrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Lösung nacheinander

a) durch ein stark basisches Anionaustauschharz in einer solchen Weise hindurchleitet, dass das ausfliessende Produkt alle Kationen aus dem ursprünglichen unbehandelten Wasser umgewandelt in Bikarbonate enthält, wobei die Mineralsäure durch das stark basische Anionaustauschharz absorbiert wird,

b) durch ein schwach saures Kationaustauschharz zur Absorption aller Kationen und zur Befreiung der Kohlensäure führt,

c) dann durch ein stark saures Kationaustauschharz und schliesslich

d) durch ein schwach basisches Anionaustauschharz zur Herabsetzung des Durchsickerns von Kationen und Aniorien als Ergebnis des Durchströmens der ersten zwei Behandlungsphasen und zur Erzielung eines gereinigten Wassers, das nur freie Kohlensäure enthält,

leitet.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Regenerierung der Anionaustauschharze unter Durchleiten einer Lösung von Natriumbikarbonat oder Amrnoniumbikarbonat durch das stark basische Austauschharz und anschliessend durch das schwach basische Harz und daran anschliessendes Spülen der zwei Anionaustauschharze mit V/asser unter Verwendung desselben Weges der Anionregenerierlösung bewerkstelligt.

3·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Regenerierung der Kationaustauschharze unter Einleiten einer Lösung von Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure durch das stark saure Kationaustauschharz und anschliessend durch das schwach saure Kationaustausch-

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harz, dann unter Spülen der zwei Kationaustauschharze mit Wasser unter Verwendung desselben Weges der Kationregenerierlösung bewirkt.

4.) Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Regeneriermittels für die Regenerierung der anionischen Harze zwischen 100 und 120 % der theoretischen Menge der durch die genannten anionischen Harze absorbierten Anionen und die Menge des für die Regenerierung der kationischen Harze verwendeten Regeneriermittels zwischen 100 und 120 % der theoretischen Menge der durch die genannten kationischen Harze absorbierten Kationen liegt.

5·) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der absorbierten Kationen, ausgedrückt als CaCO^, mindestens 70 g pro Liter kationisches Harz und die Menge der absorbierten Anionen, ausgedrückt als CaCO-v, mindestens 64 g pro Liter anionisches Harz beträgt.

6.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumbikarbonat, zweckmässig in 6 $iger Lösung, als anionisches Regeneriermittel verwendet.

7.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Ammoniurnbikarbonat, zweckmässig in 6 $iger Lösung, als anionisches Regeneriermittel verwendet.

8.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Chlorwasserstoffsäure, zweckmässig in 6 #iger Lösung, als kationisches Regeneriermittel verwendet.

9·) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Schwefelsäure als kationisches Regeneriermittel verwendet.

10.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die freigesetzte Kohlensäure in einer Lösung

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ORIGINAL INSPECTED

von Natriumkarbonat oder Natriumhydroxyd absorbieren lässt und so Natriumbikarbonat zur Verwendung in der Regenerierung der Anionaustauschharze gewinnt.

11.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entfernung der durch das stark basische, erschöpfte Anionaustauschharz absorbierten starken Säuren ohne eine Veränderung des pH bewirkt.

.) Vorrichtung zur Entfernung des Salzgehaltes wässriger Lösungen unter Verwendung von Ionenaustauschharzen mit vier in Reihe geschalteten Filtern, dadurch gekennzeichnet, dass das erste von dem zu entsalzenden Wasser durchströmte Filter als Filtermaterial ein stark basisches Anionaustauschharz, das zweite Filter ein schwach saures Kationaustauschharz, das dritte Filter ein stark saures Kationaustauschharz und das vierte Filter ein schwach basisches Anionaustauschharz enthält, wobei das zu entsalzende Wasser die Filter in der vorgenannten Ordnung durchströmt.

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Unser ZeiaS.^lo?

P 20 00 960.3 Resindion S.p.A.

Neuer Anspruch 12, alter Anspruch 12 als Anspruch 13 anfügen

12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wäßrige Lösung Zuckerrohr- oder Zuckerrübendiffusionssaft verwendet.

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