DE2507002C3

DE2507002C3 - Schleifenförmige kontinuierliche Ionenaustauschereinheit

Info

Publication number: DE2507002C3
Application number: DE2507002A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Akatsuka; Wataru Iida; Masazumi Kashiwabara
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1980-06-12
Also published as: GB1476032A; JPS5313798Y2; US3993562A; JPS50108949U; DE2507002B2; IT1029789B; FR2261806B1; FR2261806A1; DE2507002A1

Description

Die Erfindung betrifft eine schleifenförmige kontinuierliche lonenaustauschereinheit, welche einen Rohwasserbehandlungsabschnitt, einen Rückwaschabschnitt, einen Harzwiege- und -überführungsabschniu, einen Regenerierungsabschnitt und einen Waschabschnitt aufweist.

Bekannte lonenaustauschereinhciten mit wanderdem lonenaustauscherbett arbeiten nach dem sogenannten Higgins-Prinzip, das ursprünglich zum Extrahieren von spezifischen Bestandteilen verwendet wurde, in neuerer Zeil jedoch abgewandelt auch zum Erzeugen von reinem Wasser und zur Abwasserbehandlung Anwendung findet (vgl. Arden »WATER PURIFICATION BY ION EXCHANGE«, 1968, Seiten 134, 135). Die in einem geschlossenen Kreislauf angeordneten vier Abschnitte sind jeweils über zu steuernde Ventile miteinander verbunden, wobei die Flüssigkeitsströme von Zeit zu Zeit unterbrochen werden müssen, um verbrauchtes lonenaustauscherharz abzuziehen und in einen Regenerator zu überführen. Dabei ist es auch nachteilhaft, daß das regenerierte und gewaschene lonenaustauscherharz nicht unmittelbar in den Rohwasserbehandlungsabschnitt gelangt und die Überführung des lonenaustauscherharzes instabil ist.

Bei einer weiterhin bekannten, zur Regenerierung von Abwasser geeigneten Vorrichtung zum Ionenaustausch im Gegenstrom wird verbrauchte lonenaustauschermasse von Zeit zu Zeit mit Hilfe des Rohwassers in den Regenerierungsabschnitt gedrückt, so daß in den Regenerierungsabschnitt und den Waschabschnitt verunreinigtes Wasser gelangt. Ein Rückwaschen ist überhaupt nicht vorgesehen (DE-OS 18 16 658).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Higgins-Prinzip kontinuierlich arbeitende schleifenförmige Ionenaustauschereinheit zu schaffen, welche bei einfacher Ausgestaltung glatt und reibungslos mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad arbeitet und eine stabile Übertragung des lonenaustauscherharzes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer lonenaustauschereinheit der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.

In der erfindungsgemäß ausgebildeten Ionenaustauschereinheit fällt das lonenaustauscherharz allein unter Schwerkrafteinfluß aus dem Rohwasserbehandlungsabschnitt in den Harzwiege- und -überführungsabschnitt, wenn das zwischen diesen beiden Abschnitten befindliche Ventil geöffnet wird. Deshalb wird die Ablenkung des wandernden Ionenaustauscherharzes vermindert In die anderen Abschnitte der Ionenaustauschereinheit wird das lonenaustauscherharz mittels hydraulischer

ίο Impulse überführt. Durch die Anordnung eines Harzwiege- und -Überführungsabschnittes unterhalb des Rohwasserbehandlungsabschnittes und durch Verringern der Anzahl der Ventile wird die Störanfälligkeit gegenüber bekannten lonenaustauschereinheiten mit zahlreichen Ventilen und einer Ablenkung des wandernden lonenaustauscherharzes durch Änderung des Säulendurchmessers merklich verringert. Zum Regenerieren des lonenaustauscherharzes bestimmte chemische Substanzen können in einen geraden Rohrabschnitt eingegeben werden, so daß sich die Regenerierung wirksam durchführen läßt. Das lonenaustauscherharz kann sich aufgrund eines im oberen Teil des Waschabschnittes befindlichen Hohlraumes während des Waschens ungehindert ausdehen. Die Überführung des lonenaustauscherharzes in den Rückwaschabschnitt kann unter Schwerkrafteinfluß oder mittels hydraulischem Druck erfolgen.

In dieser lonenaustauschereinheit wird das lonenaustauscherharz auf stabile Weise in der Schleife umgeführt

JO und das Rückwaschen, Umführen des Wassers zum Regenerieren und das Waschen können sehr glatt durchgeführt werden. Deshalb erhall man bei Behandlung von industriellem Wasser mit hohem Reinheitsgrad. Die lonenaustauschereinheit kann mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad kontinuierlich reines Wasser oder Trinkwasser erzeugen und die verschiedensten Abwasserarten aufbereiten.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung weiter erläutert, und zwar zeigt

^o Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten schleifcnförmigen lonenaustauschereinheit und

Fig. 2 eine ähnliche Darslellung einer erfindungsgemäßen lonenaustauschereinheit.

Die in Fig. 1 dargestellte lonenaustauschereinheit enthält einen Rohwasserbchandlungsabschniit 41, in welchem das zu behandelnde Rohwasser mit dem lonenaustauscherharz in Kontakt kommt, ein Ventil 42, einen Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 43, ein weiteres Ventil 44, einen gebogenen Rohrabschnitt 45, einen Waschabschnitt 46 und einen Rückwaschabschnitt

49. Außerdem sind Rohrleitungen 51 bis 58, ein Verteiler 59, ein Sammler 60, weitere Ventile 61 und 62 und eine weitere Rohrleitung 63 vorgesehen.

Im Betrieb wird eine bestimmte Menge lonenaustauscherharz in den auch als Impulsraum zu bezeichnenden Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 43 durch das geöffnete Ventil 42 und durch den darüber befindlichen Rückwaschabschnitt 49 eingegeben. Ein im Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 43 befindlicher nicht dargestellter Schallsensor schließt das Ventil 42, wenn dieser Abschnitt ausreichend mit lonenaustauscherharz gefüllt ist.

Für den Transport des lonenaustauscherharzes in der lonenaustauschereinheit werden die Ventile 44, 61 und

* 62 geöffnet und V/asser durch die Rohrleitung 63 zulaufen gelassen, so daß das lonenaustauscherharz im Rohwasserbehandlungsabschnitt 41 ansteigt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird durch die Rohrlei-

tung 53 Wasser zugeführt. Die Rohrleitung 53 wird geschlossen, wenn das lonenaustauscherharz im Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 43 unter einen bestimmten Pegel gefallen oder eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist.

Die Überführung des eingefüllten lonenaustauscherharzes erfolgt also mittels hydraulischen Druckes und ist sehr instabil, da das Ionenaustauscherharz entgegen der Schwerkraii in den Rohwasserbehandlungsabschnitt 41 transportiert wird. Selbst bei gleichem hydraulischen Druck sind Schwankungen in der Überführungsgeschwindigkeit aufgrund der Packungsdichte des lonenaustauscherharzes im gebogenen Rohrabschnitt 45 nicht zu vermeiden. Auch wird das in der Mitte des Rohrabschnittes befindliche lonenaustauscherharz schneller vorbewegt als das im Wandbereich befindliche lonenaustauscherharz. Auch lenken die zugegebenen chemischen Substanzen im gekrümmten Rohrabschnitt leicht das durch diesen geförderte lonenaustauscherharz ab, wobei im Harz.wiege- und -Überführungsabschnitt Wirbel auftreten können, welche Partikel des Ionenaustauscherharzes zum Schweben bringen. Die Folge ist, daß der Harzwiege- und -Überführungsabschnitt ungenau arbeitet und die Menge des jeweils in den Rohrabschnitt 45 überführten lonenaustauscherharzes ungleichförmig wird.

Diese Probleme treten bei der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ionenaustauschereinheit nicht auf.

Diese lonenaustauschereinheit weist einen Rohw.isserbehandlungsabschnitt 1, ein Ventil 2, einen Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 3, ein weiteres Ventil 4, einen Regenerierungsabschnitl 5, einen Waschabschnitt 6, einen Hohlraum 7, eine Rohrleitung 8, einen Rückwaschabschnitt 9 und ein weiteres Ventil 10 auf. Außerdem sind Rohrleitungen 11 bis 18. ein Verteiler 19 und ein Sammler 20 vorgesehen.

Rohwasser wild durch die Rohrleitung 11 und den Verteiler 19 von unten in den Rohwasserbehandlungsabschnitt 1 eingeführt und am oberen lüide desselben durch den Sammler 20 und die Rohrleitung 12 als aufbereitetes Wasser abgezogen. Innerhalb des Rohwasserbehandlungsabschnittes kommt das zu behandelnde Rohwasser mit dem lonenaustauscherharz im Gegenstrom in Kontakt. Aus dem Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 3 wird das lonenaustauscherharz mittels durch die Rohrleitung 13 zugeführten Wassers bei geöffnetem Ventil 4 in den Regenerierungsabschnitt 5 überführt, wo es mittels durch die Rohrleitung 15 zugeführten chemischen Substanzen wie

ίο beispielsweise HCI regeneriert wird. Die zugeführten chemischen Substanzen werden durch die Rohrleitung 14 wieder abgezogen. Das regenerierte lonenaustauscherharz wird in den Waschabschnitt 6 überführt, in welchem es mittels durch die Rohrleitung 17 zugeführten Wassers gewaschen wird. Das hierzu verwendete Wasser wird durch die Rohrleitung 16 abgezogen. Das lonenaustauscherharz dehnt sich beim Waschen aus, weshalb am oberen Ende des Waschabschnittes 6 ein Hohlraum 7 vorgesehen ist, in den das ausgedehnte lonenaustauscherharz ausweichen kann.

Das gewaschene Ionenaustauscherharz wird unter Einfluß seines Gewichtes und mittels hydraulischen Druckes durch die Rohrleitung 8 in den Rückwaschabschnitt 9 überführt. In diesem Rückwaschabschnitt wird das lonenaustauscherharz mit durch die Rohrleiiung 18 zugeführtem Wasser rückgewaschen und gelangt dann durch das geöffnete Ventil 10 in den Rohwasserbehandlungsabschnitt 1.
Durch die Verwendung einer Wiegeeinrichtung.

jo beispielsweise eines im Har?"/iege- und -Überführungsabschnitt 3 angeordneten, hier nicht dargestellten Schallscnsors, kann in diesem Abschnitt eine bestimmte Menge lonenaustauscherharz abgewogen werden. Die Ventile 2, 4 und 10 werden automatisch geöffnet und

r> geschlossen, wobei die Einstellung der öffnungs- und Schließzeiten der einzelnen Ventile mittels eines Zeitgebers aufeinander abgestimmt wird.

Mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ejektor kann lonenaustauscherharz in den Harzwiege- und -Überführungsabschnitt 3 eingegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentanspruch:

Schleifenförmige kontinuierliche lonenaustauschereinheit mit einem Rohwasserbehandlungsabschnitt, einem Rückwaschabschnitt, einem Harzwiege- und -Überführungsabschnitt, einem Regenerierungsabschnitt und einem Waschabschnitt, d a durch gekennzeichnet, daß der Harzwiege- und -Überführungsabschnitt (3) durch ein Ventil (4) mit dem Regenerierungsabschnitt (5)^ dem Waschabschnitt (6) und dem Rückwaschabschnitt (9) in Verbindung steht, welcher durch ein Ventil (10) in den Rohwasserbehandlungsabschnitt (i) mündet, wobei der Rückwaschabschnitt (9) oberhalb und der Harzwiege- und -Überführungsabschnitt (3) unterhalb des Rohwasserbehandiungsabschniites (1) sowie ein Hohlraum (7) für das ausgedehnte Ionenaustauscherharz oberhalb des Waschabschnittes (6) vorgesehen sind und außerdem der obere Teil des Waschabschnittes (6) durch eine Rohrleitung (8) mit dem Rückwaschabschnitt (9) in Verbindung steht.