DE2000960B - Verfahren und Vorrichtung fur die Entsalzung von wässrigen Losungen mit hohem Salzgehalt mit Hilfe von Ionen austauschharzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung des Salzgehalts aus wäßrigen Lösungen mit Hilfe von Tonenaustauschharzen.

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,

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

Bei den herkömmlichen Deroineralisierungspro-

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zessen, in denen der Salzgehalt des zu reinigenden d.h. nahezu 300°/₀ der theoretischen Menge, im Wassers nicht 500 mg/1 übersteigt, besteht die Ten- Gegensatz zu 200%, die im vorhergehenden Falle bedenz, denjenigen Teil der gesamten Austauschkapazi- nötigt wird.

tat des Harzes zu verwenden, der den geringsten Ver- Zur Vervollständigung der Übersicht muß weiter

brauch an Regeneriermittel erfordert. Die im allge- 5 gesagt werden, daß die Absorption von Kohlensäure meinen verwendete Austauschkapazität entspricht durch stark basisches Harz vermieden werden kann, etwa 50°/₀ der Gesamtkapazität des Harzes. Wenn es wenn nach der kationischen Stufe eine Vorkehrung zur unter Anwendung herkömmlicher Prozesse erforder- Entgasung des hergestellten entkationisierten Wassers lieh ist, Wasser mit einem hohen Salzgehalt zu reinigen, getroffen ist. Diese Entgasung kann mit HiUe eines wird eine beachtliche Steigerung im Rcstsalzgehalt des io Vakuums oder durch Einleiten von Luft in das enterhaltenen gereinigten Wassers bemerkt. kationisierte Wasser erreicht werden.

Um diesen Verlust an Salzhaltigkeit niedrig zu hai- Aus dem Vorstehenden folgt, daß das kationische

ten, ist es notwendig, die Menge des anzuwendenden Harz in den herkömmlichen Vorrichtungen immer Regeneriermittels zu erhöhen, was folglich die schon dem anionischen Harz vorangeht. Die Eigenschaft des hohen Arbeitskosten steigert. In der Praxis führt dies zu 15 stark basischen anionischen Harzes, Neutralsalze zu einer fortschreitenden Abnahme der Wirksamkeit des spalten, hat in der Praxis niemals Eingang gefunden, Prozesses im Verhältnis zum Anstieg des Salzgehalts weil dies ernsthafte Schwierigkeiten von technologides zu reinigenden Wassers. Zur Zeit beträgt die schem Charakter mit sich bringen würde. Tatsächlich maximale Salzhaltigkeitsgrenze, oberhalb derer der kommt es vor, daß die bei der Spaltung des Anionauslonenaustausch-Entsalzungsprozeß unwirtschaftlich 30 tauschprozesses befreiten Kationen die Form von Hywird, 1000 mg/1 Salzgehalt pro Liter des zu reinigenden draten annehmen und in den meisten Fällen entweder Wassers. Oberhalb dieser Grenze werden die Bearbei- nur schwach löslich oder praktisch unlöslich sind, wie tungskosten höher als diejenigen bei entsprechenden dies mit Magnesiumhydroxyd der Fall ist. Diese unanderen Verfahrensmaßnahmen, wie z. B. der Mehr- löslichen Produkte wurden bei einem längeren Betrieb stufenvakuumdestiUlation. 25 das Filter vollkommen verstopfen.

Es ist bekannt, daß die Verwendung von lonenaus- Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht

tauschharzen normalerweise in Filtern von zylindri- darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entscher Gestalt geschieht, in welchen das Volumen des salzen von Lösungen zu schaffen, die einen höheren Harzes im Ruhezustand nahezu die Hälfte des Ge- Salzgehalt haben als die bis jetzt behandelten Lösunsamtvolumens des Filters einnimmt. Tn den herkömm- 30 gen, während die Arbeits- und Investitionskosten innerlichen Entmineralisierungs vorrichtungen werden wenig- halb annehmbarer Grenzen gehalten werden,
stens zwei Filter verwendet, die in Reihe geschaltet Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung

sind und von denen das erste Kationharz und das besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu zweite Anionharz enthält. Zur Regenerierung des schaffen, das bzw. die die Ionenaustauschharze bis zu Kationharzes wird Mineralsäure, Chlorwasserstoff- 35 einem maximalen Wert ihrer Austauschkapazität er- oder Schwefelsäure verwendet, während für die Rege- folgreich ausnutzen, so daß man mit beinahe theorenerierung des Anionharzes Natriumhydroxyd oder tischem Verbrauch von Regeneriermittel gereinigtes seltener Ararnoniurahydroxyd verwendet wird. Im Wasser mit einem geringen Restsalzgehalt erhält, letzteren Fall muß das verwendete Anionharz von Genauer gesagt besteht das Verfahren gemäß der

schwach basischem Typ sein. Die verwendeten katio- 40 vorliegenden Erfindung darin, daß man die wäßrige nischen und anionischen Harze können zwei Gruppen Lösung nacheinander durch ein stark basisches Anionangehören, stark sauer oder schwach sauer kationisch, austauschharz leitet, wobei man alle Kationen des urstark basisch oder schwach basisch anionisch. sprünglich ungereinigten Wassers in Bikarbonate um-

Die schwach sauren kationischen Harze können die wandelt, während die Mineralsäure durch das stark freien Basen und die Kationen absorbieren, wenn sie in 45 basische Anionaustauschharz, durch ein schwach saures Form von Karbonaten oder Bikarbonaten vorliegen. Kationaustauschharz zur Absorption aller Kationen Die schwach basischen Harze können nur die freien und Freisetzung der Kohlensäure, durch ein stark sau-Säuren absorbieren. Die Spaltung eines Neutralsalzes res Kationaustauschharz und schließlich durch ein erfordert immer die Verwendung eines stark sauren schwach basisches Anionaustauschharz absorbiert und eines stark basischen Harzes. Bei den herkömm- 50 wird, um das Durchsickern von Kationen und Anionen liehen Prozessen werden die schwach sauren kationi- herabzusetzen, was sich aus dem Durchleiten durch die sehen Harze allein verwendet oder von ein stark saures ersten zwei Behandlungsphasen ergibt, und um reines kationisches Harz geschaltet. Das schwach saure Harz Wasser mit nur freier Kohlensäure zu gewinnen, reagiert mit den Bikarbonaten und das stark saure mit Nach einem charakteristischen Merkmal der vorlie-

den Neutralsalzen. Der Austauschprozeß setzt Koh- 55 genden Erfindung wird die Regenerierung der Anionlensäure und Mineralsäure frei. Die Mineralsäure wird austauschharze unter Durchführung einer Lösung von folglich durch ein schwach basisches Harz und die Natriumbikarbonat oder Ammoniumbikarbonat.durch Kohlensäure durch ein stark basisches Harz absorbiert. das stark basische Anionaustauschharz und dann durch Das letztere kann auch Kieselsäure absorbieren, wenn das schwach basische Harz und anschließendes Spülen diese im Wasser anwesend ist. Das Schema sieht daher 60 der zwei Anionaustauschharze mit Wasser auf dem die Verwendung eines schwachen kationischen Harzes, selben Wege wie die Anionregenerierlösung bewerkeines starken kationischen Harzes, eines schwachen stelligt.

anionischen Harzes und eines starken anionischen Nach einem anderen charakteristischen Merkmal

Harzes vor, der vorliegenden Erfindung wird die Regenerierung der

Dasselbe Ergebnis kann mit zwei in Reihe geschalte- 65 Kationaustauschharze unter Durchführung einer Löten Filtern, einem starken kationischen und einem sung von Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure durch starken anionischen, erhalten werden. In diesem das stark saure Kationaustauschharz und dann durch Falle ist die benötigte Menge Regeneriermittel größer, das schwach saure Harz und anschließendes Spülen der

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beiden Kationaustauschharze mit Wasser auf dem- mit gasförmigem Kohlendioxyd gesättigt, um Ammo-

selben Wege wie die Kationregenerierlösung bewirkt. niumbikarbonat zu erhalten. Die wiedergewonnene

Die Vorrichtung zum Entsalzen von nicht genieß- Menge an Ammoniumbikarbonat beläuft sich auf 80%

barem Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung unter derjenigen Menge, die erforderlich ist zur Regenerierung

Verwendung von vier in Reihe geschalteten Filtern ist 5 der Anionharze.

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filter, in wel- Auf diese Weise wird die Entfernung der starken,

ches das Wasser zur Entsalzung eintritt, als Filter- durch das erschöpfte stark basische Harz absorbierten

material ein stark basisches Anionaustauschharz, das Säuren bewirkt ohne irgendeine Veränderung des pH,

zweite Filter ein schwach saures Kationaustauschharz, d. h. ohne Verwendung von Natriumhydroxyd, das

das dritte Filter ein stark saures Kationaustauschharz io normalerweise in den bekannten lonenaustausch-

und das vierte Filter ein schwach basisches Anionaus- prozessen verwendet wird, und daher ergibt sich keine

tauschharz enthält und das Wasser zur Entsalzung Veränderung im pH, selbst in der Erschöpfungsphase,

durchdieFilterindervorgeschriebenen Weise hindurch- und es ist auch möglich, billige Materialien zu verwen-

geht. den, die nicht notwendigerweise widerstandsfähig gegen

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeich- 15 den Angriff durch Chemikalien für die Herstellung des

nungen erläutert: ersten Filters sind.

F i g. 1 zeigt ein System für die Regenerierung und Die stark basischen Austauschharze können aus zwei

das Spülen der Anionaustauschharze; Typen bestehen, nämlich solchen mit aktiven quater-

F i g. 2 zeigt ein System für die Regenerierung und nären Ammoniumalkylgruppen, die als Typ 1, und

das Spülen der Kationaustauschharze, und 20 jene mit aktiven quaternären Ammoniumalkanolgrup-

F i g. 3 zeigt ein System für die Entsalzung von nicht pen, die als Typ 2 bezeichnet werden,

genießbarem Wasser. Zum Füllen des ersten Filters ist es möglich, ent-

Die Zeichnung zeigt, daß das Regeneriermittel für die weder einen Typ 1 oder einen Typ 2, ein stark basisches Anionaustauschharze in das erste Filter A eintritt und Austauschharz zu verwenden, wobei unwesentlich ist, dann zu der Austrittsöffnung des letzten Filters D 25 welches dieser beiden verwendet wird,
geführt wird, im Gegenstrom durch dieses hindurchgeht, worauf es ausgestoßen wird (F i g. 1). Das _ . .
verwendete Regeneriermittel für die Anionaustausch- Beispiel 1
harze ist Natriumbikarbonat oder Ammoniumbikarbonat, zweckmäßig in 6°/oiger Lösung. 30 In dem nachfolgend beschriebenen Verfahren wer-

Das Regeneriermittel für die Kationaustauschharze den vier in Reihe geschaltete Filter verwendet, die unter

tritt an der Austrittsöffnung des dritten Filters C den Betriebsbedingungen arbeiten, wie sie imDiagramm

ein, durchströmt dieses im Gegenstrom, tritt in das in der Zeichnung dargestellt sind,

zweite Filter B in parallelem Fluß ein und wird dann Das Filter A enthält 60 Liter eines stark basischen

an der Austrittsöffnung des letzteren ausgestoßen. 35 Harzes von poröser Struktur mit dem Warenzeichen-

Das Regeneriermittel für die Kationaustauschharze namen RELITE 2AS.

ist Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure, zweckmäßig Das Filter B enthält 50 Liter eines schwach sauren

in 6°/_ciger Lösung. Harzes des Karboxyltypus, als RELITE CN bezeich-

Das zum Spülen der Harze erforderliche Wasser net.

folgt demselben Wege wie die Regenerierlösungen. 40 Das Filter C enthält 50 Liter eines stark sauren

In der Erschöpfungsphase geht das Wasser für die Harzes des Sulfotypus, als RELITE CFS bezeichnet.

Entsalzung durch die vier in Reihe geschalteten Filter Das Filter D enthält 50 Liter eines schwach basi-

auf dem normalen Wege (F i g. 3). sehen Harzes, als RELITE MGL bezeichnet.

Das aus dem ersten Filter- ausfließende Produkt Auf diese Weise beträgt die Gesamtmenge an Harz

enthält alle Kationen aus dem ursprünglich unbehandel- 45 in dem Verfahren 110 Liter Anionharz und 100 Liter

ten Wasser umgewandelt in Bikarbonate, während die Kationharz.

Mineralsäure durch das starkbasischeAnionaustausch- Alle Harze werden in Form von Kugeln mit einem

harz in diesem Filter absorbiert wird. Durchmesser zwischen 0,3 und 1,0 mm angewendet.

Im zweiten Filter B wird die gesamte kationische Die Höhe der Harzschicht in den einzelnen Filtern be-

Ladung absorbiert und Kohlensäure aus dem Aus- 50 trägt 800 mm, und der freie Raum im Filter über der

tauschprozeß freigesetzt. Harzschicht ist gleich dem Volumen des letzteren.

Im dritten Filter C und dem vierten Filter D werden Zur Anordnung der Schicht des Harzes in den ein-

die durchgesickerten Kationen und Anionen aus den zelnen Filtern wird für etwa 10 Minuten Wasser von

beiden vorangehenden Filtern behandelt. unten eingeführt, dessen Stärke so bemessen ist, daß

Das gereinigte Wasser enthält nur freie Kohlensäure, 55 das Harz am Austreten nach oben gehindert wird,

die durch übliche Entgasungshilfsmittel entfernt werden Wenn das umgekehrte Spülen erledigt ist, wird die

kann. Harzschicht absitzen gelassen.

Zweckmäßig kann die freigesetzte Kohlensäure Die Regeneration der Anionharze wird, wie in wieder verwendet werden, indem man sie durch eine Fig. langedeutet, unter Hindurchführen einer Lösung Lösung von Natriumkarbonat oder Natriumhydroxyd 60 von Natriumbikarbonat durch das Filter A und an absorbieren läßt, so daß man Natriumbikarbonat für seinem Austritt im Gegenstrom über das Filter D bedie Regenerierung der Anionaustauschharze erhält. wirkt. Wenn der Durchgang der Regenerierlösung beWenn Ammoniumbikarbonat zur Regenerierung der endet ist, wird das Spülwasser eingeführt und folgt Anionharze verwendet wird, kann das Ammoniak aus demselben Weg wie die Regenerierlösung selbst,
der abgezogenen Regenerierlösung durch Behänd- 65 Für die Regeneration werden 230 Liter 6°/oige lung mit Kalkmilch wiedergewonnen werden. Das frei Natriumbikarbonatlösung verwendet, was einem Vergewordene Ammoniakgas wird in Wasser absorbiert. brauch von 13,8 kg 100°/oiges Natriumbikarbonat Die erhaltene wäßrige Ammoniaklösung wird dann entspricht.

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

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

Die Regenerierung der Kationharze wird, wie in F i g. 2 angedeutet, unter Hindurchführen einer l°/_cigen 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°/₀ige Lösung von Chlorwasserstoffsäure verwendet, entsprechend einem Verbrauch von 6 kg 100°/₀iger Chlorwasserstoff säure.

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 F i g. 3 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 Tabelle^ 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 Praxis durch die chemisch äquivalenten Mengen von Kalziumkarbonat ausgedrückt wird.

Tabellel (Beispiel 1)

Ionengehalt in dem zu entsalzenden Wasser in mg/1 als CaCO₃

. Menge des verwendeten Regeneriermittels/Liter Harz:

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g als

CaCO₃

12,5g NaHCO₃/Liter anionisches Harz = 74,6g als

CaCO₃

Verhältnis Regenerationsstufe zu Austauschkapazität:

Kationisches Harz 82,2: 74,8 = 1100
Anionisches Harz 74,6: 68,0 = 1098

Tabelle 2 (Beispiel 1)

Ionengehalt in dem zu entsalzenden Wasser in mg/Liter als CaCO₃

Ca .

Mg.
Na .

100

100

2500

HCO₃
Cl....
SO₄ ..

2700 2700

,.. Erzeugtes gereinigtes Wasser in Liter = 2760
Kennzeichen des gereinigten entgasten Wassers:

^a5 Leitfähigkeit in Mikroohm = 25
: Chloride =* 3 mg/Liter als CaCO,

Karbonatalkalinität = 15 mg/Liter CaCO,

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 7450 g als CaCO₃

Austauschkapazität/Liter Harz:

74,5 g CaCO₃/Liter kationisches Harz
..:. 67,7 g CaCO₃/Liter anionisches Harz

Menge des verwendeten Regeneriermittels/Liter Harz: ,

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g ale

CaCO₃
125,5 g NaHCO₃/Liter

anionisches Harz — 74,6 g als CaCO₃

Verhältnis Regenerationsstufe zu Austauschkapazi-

it:- ·

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

Tabelle 3 (Beispiel 1)

Mg.
Na.

1100 100	HCO3	200
500	Cl	500
SO4	.... 1000

_go Ionengehalt in dem zu entsalzenden Wasser in mg/Liter als CaCO₃

Ca 600

100

1700 1700 (sie)

Erhaltenes gereinigtes Wasser in Liter = 4400

Kennzeichen des gereinigten entgasten Wassers:

Leitfähigkeit in Mikroohm = 15 Chloride = 0

Karbonatalkalinität = 3 mg/1 CaCO₃

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 7480 g als

CaCO₃

Austauschkapazität/Liter Harz:

74,8 g CaCO₃/Liter kationisches Harz 68,0 g CaCO₃/Liter anionisches Harz

HCO* 200

Mg.
Na.

Cl..
SO₄

Erzeugtes gereinigtes Wasser in Liter = 2300

Kennzeichen des gereinigten entgasten Wassers:

Leitfähigkeit in Mikroohm = 35
Cloride = 5 mg/Liter als CaCO₃
Karbonatalkalinität = 15 mg/Liter CaCO₃

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 7360 g als

CaCO₃

Austauschkapazität/Liter Harz:

73,6 g CaCO₃/Liter kationisches Harz
66,9 g CaCO₃/Liter anionisches Harz

209535/550

Menge des verwendeten Regeneriermittels/Liter Harz:

60,0 g HCl/Liter kationisches Harz = 82,2 g als

CaCO₃
125,5 g NaHCO₃/Liter

anionisches Harz = 74,6 g als CaCO₃

Verhältnis Regenerationsstufe zu Austauschkapazität:

Kationisches Harz 82,2: 73,6 = 1117
Anionisches Harz 74,6: 66,9 = 1116

Beispiel 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 ent- ao halten. Im dritten Filter sind 60 Liter eines schwachbasischen 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 3« 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 6⁰/„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°/oigen 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.

Die verwendete Menge an HCl bei 100 */o beträgt kg. Die verwendete Menge 100°/oiges 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 (B e i s ρ i e 1 2)

Ionengehalt des zu entsalzenden Wassers in mg/Liter als CaCO₃

HCO, 200

Erzeugtes gereinigtes Wasser in Liter = 3530
Kennzeichen des gereinigten Wassers:

Leitfähigkeit in Mikroohm = 50

Härte == 5 mg/Liter CaCO₃

Frei Alkahnität = 20 mg/Liter CaCO₃

Absorbierter Salzgehalt/Kreislauf = 6000 g

CaCO₃

Austauschkapazität/Liter Harz:

50,0 g CaCOs/Liter kationisches Harz
54,6 g CaCÖ₃/Liter anionisches Harz

Menge Harz:

des verwendeten Regeneriermittels/Liter

125 g HCl/Liter kationisches Harz = 171,3 als

CaCO₃

127,5 g NaOH/Liter anionisches Harz = 159,0 als

CaCO₈

Verhältnis Regenerationsstufe zu Austauschkapazi

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen des Salzgehaltes aus wäßrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Lösung nacheinander

a) durch ein stark basisches Anionaustauschharz hindurchleitet, wobei man alle Kationen aus dem ursprünglichen unbehandelten Wasser in Bicarbonate umwandelt, während die Mineralsäure durch das stark basische Anionaustauschharz absorbiert wird,

b) durch ein schwach saures Kationenaustauschharz zur Absorption aller Kationen und zur ¹^ 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 Anionen 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 Anionaustauschharze unter Durchleiten einer Lösung von Natriumbikarbonat oder Ammoniumbikarbonat durch das stark basische Austauschharz und anschließend durch das schwach basische Harz und daran anschließendes Spülen der zwei Anionaustauschharze mit Wasser unter Verwendung desselben Weges der Anionregenerierlösung regeneriert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kationaustauschharze unter Einleiten einer Lösung von Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure durch das stark saure Kationaustauschharz und anschließend durch das schwach saure Kationaustauschharz, dann unter Spülen der zwei Kationaustauschharze mit Wasser unter Verwendung desselben Weges der Kationregenerierlösung regeneriert.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Regeneriermittels für die Regenerierung der anionischen Harze zwischen 100 und 120 °/₀ 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 °/₀ 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 CaCO₃, mindestens 70 g pro Liter kationisches Harz und die Menge der absorbierten Anionen, ausgedrückt als CaCO₃, mindestens 64 g pro Liter anioniscbes Harz beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumbikarbonat, zweckmäßig in 6 °/oiger Lösung, als aniooisches Regeneriermittel verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniumbikarbonat, zweckmäßig in 6°/_oiger Lösung, als anionisches Regeneriermittel verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlorwasserstoffsäure, zweckmäßig in 6°/oiger Lösung, als kationisches Regeneriermittel verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Schwefelsäure als kationisches Regeneriermittel verwendet.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die freigesetzte Kohlensäure in einer Lösung 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.

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

13. 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.