DE2557417A1

DE2557417A1 - Verfahren zur rueckgewinnung und wiederverwendung der rueckspuelfluessigkeit von anschwemmfiltern

Info

Publication number: DE2557417A1
Application number: DE19752557417
Authority: DE
Inventors: George C Flynn
Original assignee: Ecodyne Corp
Current assignee: Ecodyne Corp
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1976-06-24
Also published as: ES443679A1; JPS5833005B2; FR2295778A1; GB1520439A; ZA757356B; SE445976B; FR2295778B1; IT1052879B; BR7508531A; AU8709075A; CA1047657A; JPS5184463A; SE7514138L

Description

Verfahren zur Rückgewinnung und Wiederverwendung der Rückspülflüssigkelt von Anschwemmfiltern.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur wiederholten Rückgewinnung und erneuten Verwendung von Flüssigkeit, mit der ein Anschwemmfilter rückgespült wurde.

Anschwemmfilter sind bekannt. Sie haben eine breite Ver-Wendung auf dem Gebiet der Flüssigkeitsreinigung gefunden.^ Soweit die Anschwemmfilter verwendet werden, um ungelöste Feststoffe zu entfernen, werden bekannte körnige Filterhilfsmittel zur Bildung der Anschwemmschicht verwendet wie beispielsweise Diatomenerde, regenerierte Cellulose, expandiertes Perlit und dergleichen. Ist es gleichfalls erwünscht, gelöste Feststoffe zu entfernen, so enthält die Anschwemmschicht fein verteiltes Ionenaustauscherharz, vorzugsweise im Grössenbereich von etwa 37 bis 260/um Maschenweite. Diese Ionenaustauscherharzt eilchen kommen üblicherweise in Form eines Gemisches aus Anionen- und Kationenaustauscherharzteilchen zur Anwendung, welches das Phänomen des "Zusammenballens" zeigt, wodurch der Druckabfall durch die Teilchenschicht herabgesetzt und die Wirksamkeit bei der Entfernung ungelöster Feststoffe erhöht wird. Wegen dieser hohen Leistung beim Entfernen von ungelösten Feststoffen wird fein verteiltes Ionen-

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austauscherharz häufig zum Entfernen von ungelösten Feststoffen verwendet, selbst wenn die Entfernung von gelösten Feststoffen nur von geringer oder gar keiner Bedeutung ist. Ferner werden die Ionenaustauscherharze gelegentlich auch zusammen mit einer zusätzlichen Anschwemmschicht aus den vorgenannten bekannten Filterhilfsmitteln verwendet, oder aber diese Filterhilfsmittel werden den Ionenaustauscherharzen beigemischt.

Ein besonderes Anwendungsgebiet für Anschwemmfilter betrifft die Erzeugung elektrischer Energie mit Dampfturbinen. Eine solche Anlage umfasst einen Dampferzeuger, der Dampf für den Antrieb eines Turbinengenerators erzeugt. Der Dampf wird dann kondensiert und zum Dampferzeuger zurückgeführt, um erneut verdampft zu werden. Die Wärmequelle für den Dampferzeuger kann entweder fossiler Brennstoff oder Kernenergie sein.

Es ist wesentlich, dass das im Kreislauf durch einen Dämpferzeuger geführte Wasser von hoher Reinheit ist und vorzugsweise gelöste und ungelöste Feststoffe im niedrigen Bereich von Teilen pro Billion aufweist. Die im Einzelfall zu fordernde Reinheit hängt von der Bauart des verwendeten Systems ab. Um diesen hohen Reinheitsgrad einzuhalten, wird üblicherweise eine Kondensatfeinreinigung vorgesehen, um Verunreinigungen aus dem Kondensat zu entfernen. Anschwemmfilter der vorgeschriebenen Bauart haben sich im besonderen Maße als geeignet erwiesen, um diese Kondensatfeinreinigung auszuführen.

Anschwemmfilter kommen im Rahmen der Erzeugung von elektrischer Energie zur Anwendung auch in "Verbindung mit Hilfseinrichtungen, beispielsweise zum Behandeln von Brennkammerwasser bei Kernreaktoren und bei der Beseitigung von radioaktiven Abfallstoffen.

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Anschwemmfilter werden periodisch rückgespült, um eine Anschwemmechicht zu entfernen, die sich durch Ansammlung von gelösten und/oder ungelösten Verunreinigungen erschöpft hat. Eine solche Entfernung der Anschwemmschicht erfolgt gewöhnlich lange Zeit vor der vollständigen Erschöpfung der Fähigkeit der Kunststoffe, entweder zum Ionenaustausch oder zur Teilchenabsorption. Der Punkt, an dem die Entfernung der Anschwemmschicht erforderlich wird, hängt davon ab, ob entweder die Kapazität für ungelöste Feststoffe oder die Kapazität zum Ionenaustausch zuerst erschöpft ist. Ist die Kapazität für ungelöste Feststoffe zuerst erschöpft (oder aber ist die Entfernung von gelösten Feststoffen vergleichsweise unbedeutend), wird die Rückspülung eingeleitet, sobald ein vorbestimmter Druckabfall durch die Anschwemmschicht erreicht wird. Erschöpft sich zuerst die Kapazität für gelöste Feststoffe, so wird die Rückspülung eingeleitet, nachdem das Filtrat eine vorbestimmte Leitfähigkeit erreicht hat. Unabhängig von dem im Einzelfall in Betracht kommenden Kriterium zur Beendigung des Betriebszyklus¹ wird der Punkt, zu dem die Unterbrechung erfolgt, nachfolgend als "Betriebszyklusendpunkt¹* bezeichnet. Die Rückspülung erfolgt allgemein unter Anwendung sowohl von Flüssigkeit (Wasser) wie von Gas (Luft).

Um Verschmutzungen zu vermeiden, ist es wesentlich, dass die Rückspülflüssigkeit einen hohen Reinheitsgrad aufweist. Bisher wurde allgemein als Rückspülflüssigkeit entmineralisiertes Wasser verwendet, das einer aussenliegenden Ionenaustauschereinrichtung entnommen wurde. Die Verwendung von solchen Ionenaustauscheinrichtungen ist kostspielig, und es ist daher wünschenswert, die Wassermenge herabzusetzen, die eine solche Einrichtung durchlaufen muss. Bei einer Kernkraftanlage ist es auch von Bedeutung, die einem Ablauf zugeführte Abgabemenge von verwendetem Rückspülwasser herabzusetzen, da dieses Wasser radioaktive Verunreinigungen enthalten kann und daher an eine geeignete Beseitigungseinrich-

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tung abgeliefert werden muss, damit solche Verunreinigungen entfernt werden. Bei Kernkraftwerken ist es daher in hohem Maße erwünscht, dieses Rückspülwasser im System zurückzuhalten, nicht nur um den Bedarf an zusätzlichem entmineralisiertem Wasser herabzusetzen, sondern auch um die Notwendigkeit zur Behandlung von radioaktiven Abfallstoffen zu verringern.

Erfindungsgemäss ist ein Verfahren zum Rückgewinnen und Wiederverwenden von Rückspülflüssigkeit vorgesehen, die zum Rückspülen eines Anschwemmfilters verwendet wurde, so dass die Notwendigkeit für entmineralisiertes Frischwasser und/oder für die Beseitigung von radioaktivem Abfall herabgesetzt ist. Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Hauptanteil des suspendierten Anschwemmaterials aus der Rückspülflüssigkeit entfernt, die in einem vorangehenden Filterrückspülzyklus verwendet wurde, und die Flüssigkeit wird dann gespeichert. Ein mit einer Anschwemmschicht versehener Filter wird bis zu seinem Betriebszyklusendpunkt gefahren, worauf die gespeicherte Rückspülflüssigkeit zur Entfernung von Verunreinigungen durch die Anschwemmschicht geleitet wird. Die so behandelte Rückspülflüssigkeit wird dann zum Rückspülen des Filters verwendet, um die Anschwemmschicht zu entfernen. Der Hauptanteil suspendierter Feststoffe wird entfernt, und die Flüssigkeit wird erneut für eine Reinigung und für eine Verwendung in einem nachfolgenden Rückspülzyklus gespeichert, wie vorstehend beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst eine erste Filtereinheit 10 und eine zweite Filtereinheit 12, die in der vorbeschriebenen Weise mit einer Anschwemmschicht arbeiten. Wie der Fachmann sofort erkennen wird, kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch mit einer Vorrichtung gearbeitet werden, die nur eine Filtereinheit oder mehr als zwei Filtereinheiten umfasst. Normalerweise wird jedoch für eine

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Kondensatfeinreinigung mit wenigstens zwei Filtereinheiten gearbeitet, manchmal auch mit noch mehr Filtereinheiten, so dass wenigstens eine Filtereinheit in Betrieb ist, während eine andere Einheit rückgespült und mit einer falschen Anschwemmschicht versehen wird. Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung dient der Feinreinigung von Kondensat und betrifft eine Vorrichtung mit zwei Filtereinheiten, die mit einer Anschwemmschicht aus Ionenaustauscherharz arbeiten. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf eine solche Vorrichtung begrenzt ist, sondern auch bei einer Vorrichtung von anderem Aufbau und bei Anschwemmschichten aus einem anderen Material verwendbar ist. Die Filtereinheiten 10, 12 entsprechen beispielsweise der in der US-PS 3 279 608 beschriebenen Bauart, obwohl die genaue Ausbildung der Filtereinheiten nicht als Teil der vorliegenden Erfindung anzusehen ist.

Jede Filtereinheit 10, 12 ist mit einer Betriebseinlassleitung 14 mit einem Ventil 16 und mit einer Betriebsauslassleitung 18 mit einem Ventil 20 versehen. Während des Betriebszyklus¹ wird Kondensat zur Feinreinigung durch die Filtereinheiten 10, 12 über die Betriebseinlassleitungen 14 und die Betriebsauslassleitungen 18 geleitet. Die Betriebseinlassleitungen 14 stehen jeweils mit einer ein Ventil 24 aufweisenden Einlassleitung 22 in Verbindung, während die Betriebsauslassleitungen 18 mit einer ein Ventil 28 aufweisenden Auslassleitung 26 in Verbindung stehen.

Die dargestellte Vorrichtung umfasst ferner einen Anschwemmbehälter 30, der das Anschwemmaterial aufnimmt und ein mechanisches Rührwerk 32 aufweist, das von einem Elektromotor 34 angetrieben wird. Es können verschiedenartige Einrichtungen verwendet werden, um das Anschwemmaterial aufzuwirbeln und in Suspension zu halten, so dass das Rührwerk nur als Beispiel gezeigt ist. Der Anschwemmbehälter 30 ist mit einer Auslassleitung 36 mit einer Pumpe 38 versehen und

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an eine Übertragungsleitung 40 angeschlossen. Der Anschwemmbehälter 30 besitzt ferner eine Einlassleitung 42 mit einem Ventil 44, die an eine Übertragungsleitung 46 angeschlossen ist.

Im unteren Teil der Zeichnung sind ein Rückspülspeicherbehälter 48, ein Rückspülaufnahmebehälter 50 und ein Phasentrenner 52 dargestellt. Der Rückspülspeicherbehälter 48 weist eine obere Einlassleitung 54 mit einem Ventil 56 auf, die an die Übertragungsleitung 46 angeschlossen ist. Der Rückspülspeicherbehälter 48 besitzt ferner eine untere Auslassleitung 58 mit einem Ventil 60, die mit einer senkrechten Übertragungsleitung 62 in Verbindung steht. Der Rückspülspeicherbehälter 48 weist ferner eine Einlassleitung 64 für Zusatzwasser auf, die an eine nicht dargestellte Quelle für Frischwasser angeschlossen ist, um einen ausreichenden Vorrat an Rückspülwasser sicherzustellen.

Der Rückspülaufnahmebehälter 50 weist eine untere Auslassleitung 66 mit einem Ventil 68 auf, die mit der senkrechten übertragungsleitung 62 in Verbindung steht. Der Rückspülaufnahmebehälter 50 ist ferner mit einer oberen Einlassleitung 70 mit einem Ventil 72 versehen, die gleichfalls an die senkrechte Übertragungsleitung 62 angeschlossen ist. Schliesslich ist eine Rückspülleitung 74 dargestellt, die an die Einlassleitungen 22 der Filtereinheiten 10, 12 sowie an den oberen Teil des Rückspülaufnahmebehälters 50 über eine Rückspüleinlassleitung 76 mit einem Ventil 78 angeschlossen ist.

In die senkrechte Übertragungsleitung 62 ist eine Pumpe 80 eingeschaltet, die so angeordnet ist, dass sie Flüssigkeit entweder aus der Auslassleitung 58 des Rückspülspeicherbehälters 48 oder aus der Auslassleitung 66 des Rückspülaufnahmebehälters 50 pumpt. Diese senkrechte Übertragungsleitung 62 steht mit der Übertragungsleitung 46 in Verbindung und ist mit einem Ventil 82 versehen. An die senkrechte Übertragungsleitung 62 ist ferner zwischen der Pumpe 80 und dem Ventil 82

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eine Rückspülabgabeleitung 84 angeschlossen. Die Rückspülabgabeleitung 84 steht mit den beiden Einlassleitungen 22 der Filtereinheiten 10, 12 in Verbindung und weist ein Ventil 86 auf, das beiden Einlassrohren 22 zugeordnet ist.

Im Phasentrenner 52 ist eine Trennzone vorgesehen, die zur Abscheidung des Hauptanteils des Ionenaustauscherharzes dient, das sich während eines Rückspülzyklus' in der Rückspülflüssigkeit angesammelt hat. Zu diesem Zweck ist der Phasentrenner 52 mit einer unteren Auslassleitung 90 versehen, die an einem Punkt oberhalb der oberen Standhöhe des im Phasentrenner angesammelten Ionenaustauscherharzes vom Phasen-'trenner 52 ausgeht. Die Auslassleitung 90 ist mit einem Ventil 92 versehen und an eine Rückspülübertragungsleitung 94 mit einer Pumpe 96 angeschlossen. Die Rückspülübertragungsleitung 94 ist mit einem unteren Abschnitt des Rückspülaufnahmebehälters 50 verbunden und mit einem Ventil 98 versehen, das unterhalb der Anschlußstelle der Auslassleitung 90 angeordnet ist. Die Rückspülübertragungsleitung 94 mündet in eine Verbindungsleitung 100, welche die oberen Bereiche des Rückspülaufnahmebehälters 50 und des Phasentreimers 52 miteinander verbindet. Die Verbindungsleitung 100 ist mit zwei Ventilen 102, 104 versehen, die auf verschiedenen Seiten der Verbindungsstelle mit der Rückspülübertragungsleitung 94 angeordnet sind, so dass Flüssigkeit über die Leitung 94 entweder dem Rückspülaufnahmebehälter oder dem Phasentrenner 52 zugeführt werden kann.

Schliesslich ist der Phasentrenner 52 mit einer unteren Auslassleitung 106 mit einem Ventil 108 versehen, damit erschöpftes Ionenaustauscherharz aus dem unteren Bereich des Phasentrenners 52 entnommen und einer nicht-dargestellten Einrichtung zur weiteren Behandlung zugeführt werden kann. Wird die Erfindung im Rahmen einer Kernkraftanlage eingesetzt, so muss diese Einrichtung für die Verarbeitung bzw. Beseitigung radioaktiver Abfallstoffe geeignet sein.

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Es muss betont werden, dass die spezielle Vorrichtung gemäss der Zeichnung nur als Beispiel für eine Vorrichtung anzusehen ist, mit der das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt werden kann, was auch mit wesentliche Abweichungen aufweisenden Vorrichtungen möglich ist. Es ist dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass die räumliche Anordnung der verschiedenen Teile der Vorrichtung und der dargestellten Rohrleitungen frei gewählt v/erden kann. Beispielsweise kann in vielen Fällen der Phasentrenner 52 für sich und in grösserer Entfernung vom Rückspülaufnahmebehälter 50 angeordnet sein, und in anderen Fällen ist es sogar möglich, den Rückspülaufnahmebehälter 50 ganz entfallen zu lassen, da der Phasentrenner 52 so betrieben werden kann, dass er eine RÜckspülaufnahmekammer bildet.

Im Rahmen der Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens in Verbindung mit der Vorrichtung gemäss der Zeichnung wird davon ausgegangen, dass die Filtereinheit 10 gerade zur Durchführung eines Rückspülzyklus¹ abgeschaltet wurde, während die Filtereinheit 12 sich im normalen Betriebszustand befindet. Bei einer beispielshaften Ausführungsform erzeugt das in Form einer Anschwemmschicht aufgebrachte Ionenaustauscherharz am Beginn des Betriebszyklus¹ einen anfänglichen

Druckabfall von etwa 0,21 bis 0,35 kg/cm bei einem Strömungsdurchsatz von etwa 160 l/min und m , und der Betriebszyklus wird beendet, sobald der Druckabfall die Höhe von etwa 1,76 kg/cm bei gleichem Strömungsdurchsatz erreicht. Im allgemeinen wird die Kapazität des Austauscherharzes zum Abfiltern von Feststoffteilchen erschöpft sein, bevor die Ionenaustauschkapazität erschöpft ist, und eine Fortsetzung des Betriebs über einen Druckabfall von etwa 1,76 kg/cm hinaus würde dazu führen, dass die Teilchen der Anschwemmschicht in die stützende Filterfläche eingedrückt werden und sich festsetzen, was den Rückspülvorgang erschweren würde. In denjenigen Fällen, in denen die Ionenaustauschkapazität vor der Kapazität zum Abscheiden von Feststoffteilchen erschöpft ist, oder wenn die Entfernung von gelösten Stoffen aus dem durch-

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Λ.

geleiteten Strom von Bedeutung ist, wird der Betriebszyklus beendet, sobald ein sch&rtes fcaStei^Sft. Ö&T Ι&Μ'αώ^Ο "Filtrat festgestellt wird.

Bei Beendigung des Betriebszyklus¹ sind mit Ausnahme des Einlassventils 16 und des Auslassventils 20 der rechten Filtereinheit 12 geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich im Rückspülaufnahmebehälter 50 Rückspülflüssigkeit, die in einem vorhergehenden Rückspülzyklus der Filtereinheit 12 verwendet wurde, wobei der Hauptanteil der Feststoffe in der nachfolgend näher beschriebenen Weise im Phasentrenner 52 entfernt wurde.

In denjenigen Fällen, in denen die Ionenaustauschkapazität der Anschwemmschicht erschöpft wurde, ist es manchmal erwünscht, entmineralisiertes Wasser für den Rückspülzyklus zuzuführen. Aus diesem Grunde wird der Rückspülflüssigkeit im Rückspülaufnahmebehälter 50 eine Mischung aus regeneriertem Anionen- und Kationenaustauscherharz in einer Menge zugefügt, die zur Entmineralisierung der Flüssigkeit ausreicht. Alternativ kann auch eine Überzugsschicht aus frischem Kunstharz auf den Filtern in der Filtereinheit 10 angeschwemm werden, nachdem der Betriebszyklus beeendet ist und bevor die Rückspülung eingeleitet wird. Dazu werden die Ventile 28, 24 und 44 geöffnet und die Pumpe 38 wird in Betrieb gesetzt, damit eine ausreichende Menge an Anschwemmittel aus dem Anschwemmbehälter 30 entnommen und als Überzugsanschwemmschicht auf dem erschöpften Kunstharz in der Filtereinheit 10 in einer ausreichenden Schichtstärke aufgebracht wird, um die Rückspülflüssigkeit zu entmineralisieren, wenn sie durch die Filtereinheit geleitet wird. Die Pumpe 38 wird dann stillgesetzt, und die Ventile 24, 28 und 44 werden geschlossen.

Zur Einleitung der Rückspülung werden die Ventile 68 und 72 in der Auslassleitung 66 des Rückspülaufnähmebehälters bzw. in der Einlassleitung 70 des Rückspülaufnahmebehälters 50 geöffnet, und die Pumpe 80 in der senkrechten Übertragungs-

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leitung 62 wird in Betrieb gesetzt. Auf diese Weise wird Rückspülflüssigkeit durch den Rückspülaufnahmebehälter 50 umgewälzt, so dass die im Phasentreimer 52 nicht aus der Flüssigkeit entfernten Feststoffe in der Flüssigkeit suspendiert werden. Ferner werden auch die zur Entmineralisierung der Flüssigkeit gegebenenfalls zugegebenen frischen Kunstharze suspendiert. Während der Durchführung dieses Schrittes wird eine nicht-dargestellte Haltepumpe eingesetzt, um die in der Filtereinheit 10 vorhandene Flüssigkeit umzuwälzen, damit die Anschwemmschicht auf den Filtern der Filtereinheit 10 festgehalten wird.

Sind die Feststoffe im Rückspülaufnahmebehälter 50 suspendiert, wird das Ventil 72 der Einlassleitung 70 geschlossen, und die Ventile 24, 28, 86 und 56 der Einlassleitung 22, der Auslassleitung 26, der Rückspülabgabeleitung 84 bzw. der Einlassleitung 54 des Rückspülspeicherbehälters 48 werden geöffnet. Dadurch wird Flüssigkeit aus dem Rückspülaufnahmebehälter 50 durch die Filtereinheit 10 in der normalen Durchströmungsri:chtung gepumpt, so dass gelöste und ungelöste Feststoffe in der Filtereinheit 10 entfernt werden, und diese Flüssigkeit wird dann dem Rückspülspeicherbehälter über die Übertragungsleitung 46 zugeführt. Ist eine nicht genügende Flüssigkeitsmenge im Rückspülspeicherbehälter 48 vorhanden, wird zusätzliche Flüssigkeit über die Einlassleitung 64 für Frischwasser in den Rückspülspeicherbehälter 48 eingeleitet.

Bei einer Vorrichtung zur Feinreinigung von Kondensat erreicht der Anschwemmfilter normalerweise seinen Betriebszyklusendpunkt als Folge einer Absorption von suspendierten Feststoffen, so dass der Druckabfall durch die Anschwemmschicht ein Maxiamum erreicht, während das Kunstharz seine Fähigkeit zum Ionenaustausch beibehält, die Ionenaustauschkapazität also noch nicht erschöpft ist. In diesem Falle muss die Flüssigkeit aus dem Rückspülaufnahmebehälter 50 durch die Anschwemmschicht mit einem Durchsatz gepumpt werden, der unter der normalen Durchsatzgeschwindigkeit während des Betriebszykus¹ liegt. Wenn beispielsweise der Störmungsdurch-

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satz während des Betriebszyklus' 60 l/min.m wird die Flüssigkeit aus dem Rückspülaufnahmebehälter 50 mit einer nied-

rigeren Durchsatzgeschwindigkeit von beispielsweise 40 l/min.m durch die Kunstharzanschwemmschicht geführt, um zu vermeiden, •dass der für die Filtereinheit 10 vorgesehene maximale Druckabfall überschritten wird. Obwohl eine solch niedrige Durchsatzgeßchwindigkeit während des Betriebszyklus¹ unzweckmässig ist, ist sie für die Behandlung der vergleichsweise kleinen Menge an für die Rückspülung benötigter Flüssigkeit ohne störenden Einfluss.

Nachdem die Flüssigkeit aus dem Rückspülaufnahmebehälter 50 durch die Filtereinheit 10 geleitet und an den Rückspülspeicherbehälter 48 abgegeben wurde, kann die Rückspülung beginnen. Zur Durchführung dieses Zyklus¹ wird die in der vorbeschriebenen Weise gereinigte Rückspülflüssigkeit in umgekehrter Strömungsrichtung durch die Filtereinheit 10 geleitet. Dazu werden die Ventile 56, 68 und 86 in der Einlassleitung 54 des Rückspülspeicherbehälters 48, in der Auslassleitung 66 des Rückspülaufnahmebehälters 50 bzw. in der Abgabeleitung 84 geschlossen. Gleichzeitig werden die Ventile 60, 82 und 78 in der Auslassleitung 58 des Rückspülspeicherbehälters 48, in der senkrechten Übertragungsleitung 62 bzw. in der Rückspüleinlassleitung 76 geöffnet. Danach strömt Flüssigkeit aus einem unteren Teil des Rückspülspeicherbehälters 48 durch die Pumpe 80 und die senkrechte Übertragungsleitung 62 in die Übertragungsleitung 46 und von dort in die Auslassleitung 26 der Filtereinheit 10. Da diese Flüssigkeit der Auslassleitung 26 zugeführt wird, fliesst sie in zur normalen Strömungsrichtung umgekehrter Richtung durch die Filtereinheit 10 und entfernt demzufolge die Anschwemmschicht. Die Rückspülflüssigkeit mit dem in ihr suspendierten Anschwemmmittel verlässt die Fi2t ereinheit 10 über die Einlassleitung 22 zur Rückspülleitung 74 und strömt über die Rückspüleinlassleitung 76 in den Rückspülaufnahmebehälter 50. Dem Fachmann ist es geläufig, dass eine solche Rückspülung zusammen mit einem oder mehreren Luftreinigungsschritten durchgeführt

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werden kann, wie es in der vorgenannten US-PS 3 373 104 beschrieben ist.

Nach Durchführung der Rückspülung befindet sich die gesamte Rückspülflüssigkeit mit dem entfernten Anschwemmittel im Rückspülaufnahmebehälter 50. Die Filtereinheit 10 kann jetzt mit einer neuen Anschwemmschicht versehen werden. Dazu werden die Ventile 60, 82 und 78 geschlossen, während das Ventil 44 des Anschwemmbehälters 30 geöffnet wird und die in der Auslassleitung 36 des Anschwemmbehälters 30 angeordnete Pumpe 38 in Betrieb gesetzt wird. Dementsprechend wird Flüssigkeit mit frischem suspendiertem Anschwemmittel durch die Filtereinheit 10 in der normalen Strömungsrichtung geleitet, was dazu führt, dass sich eine Anschwemmschicht auf der Oberfläche der in der Filtereinheit 10 angeordneten Filterelemente absetzt, die dann in einem nachfolgenden Betriebszyklus zur Anwendung kommt. In bekannter Weise wird die Umwälzung dieser das Anschwemmittel enthaltenden Suspension durch die Filtereinheit 10 fortgesetzt, bis eine ausreichende Anschwemmschicht gebildet ist. Nunmehr kann die Filtereinheit 10 dem normalen Betriebszyklus zugeführt werden, indem zu reinigendes Kondensat durch die Filtereinheit 10 geleitet wird. Dazu wird die Pumpe 38 abgeschaltet und es werden das Ventil 44 in der Einlassleitung 42 zum Anschwemmbehälter 30 sowie die Ventile 24 und 28 in der Filtereinlassleitung 22 bzw. in der Filterauslassleitung 26 geschlossen. Der Betriebszyklus wird dann durch Öffnen der Ventile 16 und 20 in der Betriebseinlassleitung 14 bzw. in der Betriebsauslassleitung 18 eingeleitet.

Während der Anschwemmung in der Filtereinheit 10 kann die sich im Rückspülaufnahmebehälter 50 befindende Rückspülflüssigkeit mit dem erschöpften Anschwemmittel in den Phasentrenner 52 übergeleitet werden, indem die Ventile 98 und 104 in der Rückspülübertragungsleitung 94 und in der Verbindungsleitung 100 geöffnet werden. Die Pumpe 96 wird in Betrieb gesetzt und die Flüssigkeit mit dem suspendierten Kunstharz wird

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in den Phasentrenner 52 gepumpt, wo sie eine ausreichend lange Zeit verbleibt, damit sich die Hauptmenge der Feststoffe absetzt. Die offenen Ventile 98 und 104 werden wieder geschlossen und die Ventile 92 und 102 inder Auslassleitung des Phasenbrenners 52 bzw. in der Verbindungsleitung 100 werden geöffnet, so dass die Pumpe jetzt Rückspülflüssigkeit aus einem unteren Bereich des Phasentreimers 52 zurück in den Rückspülaufnahraebehälter 50 pumpt. Die sich im unteren Teil des Phasenbrenners 52 ansammelnden Feststoffe werden durch Öffnen des Ventils 108 in der unteren Auslassleitung 106 entfernt und können an eine geeignete Beseitigungseinrichtung abgegeben werden. In diesem Zeitpunkt befindet sich die Vorrichtung wieder in dem Zustand, von dem zu Beginn der Beschreibung ausgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die rechte Filtereinheit 12 jetzt bereit ist, ^ur Durchführung des Rückspulens abgeschaltet zu werden, während der Betriebszyklus von der linken Filtereinheit 10 durchgeführt wird. Wie der Fachmann erkennt, ist eine entsprechende Ventilausrüstung vorgesehen, so dass das für sie linke Filtereinheit 10 beschriebene Verfahren in identischer Weise auch für die rechte Filtereinheit 12 durchgeführt werden kann, so dass eine erneute Beschreibung dieses Vorgangs für die Filtereinheit unterbleiben kann.

Nachfolgend werden zur weiteren Erläuterung zwei Beispiele angeführt, auf welche sich die Erfindung jedoch nicht beschränkt.

Beispiel I

Eine der Zeichnung entsprechende Vorrichtung wurde zur Kondensatbehandlung in einer Kernkraftanlage eingesetzt. Jede Filtereinheit bestand aus austauschbaren, mit Nylon umwickelten rohrförmigen Filterelementen der in der US-PS 3 279 608 beschriebenen Art, wobei sich eine Gesamtfilter-

fläche von etwa 140 m ergab. Diese Filterpatronen wurden mit einer Anschwemmschicht aus einem Gemisch aus Anionenaustauscherharzteilchen und Kationenaustauscherharzteilchen im

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Korngrössenbereich von 37 bis 260/um versehen. Als Kationenaustauscherharz wurde ein im Handel erhältliches stark-saures Kunstharz in der Hydrogenform verwendet, während als Anionenaustauscherharz ein im Handel erhältliches stark basisches Kunstharz in der Hydroxydform verwendet wurde. Die Kunstharze wurden auf den Filterelementen mit einer Schichtdicke von etwa 6 mm angeschwemmt.

Der Störmungsdurchsatz im Betriebszyklus wurde bei 160

1/min.m Filterfläche gehalten, der anfängliche Druckabfall an den Filterelementen betrug etwa 0,14 bis 0,21 kg/cm . Der Betriebszyklus wurde fortgesetzt, bis der Druckabfall einen Wert von etwa 1,76 kg/cm erreichte, während die Leitfähigkeit des Filtrats geringer als 0,1 Micromho war.

Der Rückspülzyklus wurde eingeleitet, indem 56780 1 Rückspülwasser aus einem vorhergehenden Rückspülzyklus in einem Rückspülaufnahmebehälter umgewälzt wurden, bis alle Teilchen suspendiert waren. Daraufhin wurde die Rückspülflüssigkeit

mit einem Strömungsdurchsatz von 40 l/min.m durch die Filtereinheit geleitet, was zu einem Druckabfall von etwa 0,49 kg/cm führte. Das Filtrat war ein klarer Strom von entmineralisiertem Wasser, das einem Rückspulspeicherbehälter zugeleitet wurde. 380 1 entmineralisiertes Wasser wurden dem Rückspulspeicherbehälter zugeführt, um eine Gesamtmenge von 57160 1 Rückspülwasser zur Verfügung zu haben. Darauf wurde die Rückspülflüssigkeit in umgekehrter Strömungsrichtung und mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von etwa 40 bis 60 l/min.m durch die Filterelemente geleitet. Gleichfalls wurde Luft mit einer

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Durchsatzgeschwindigkeit von etwa 0,30 bis 0,45 nr/min.m durch die Filterelemente geleitet, um eine Luftreinigung der Filterelemente zu erreichen und die Entfernung des Anschwemmmittels zu unterstützen. Diese Kombination der Rückspülung mittels Flüssigkeit und Reinigung mittels Luft ist bekannt und in der US-PS 3 666 097 beschrieben.

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Das Rückspülwasser mit dem darin suspendierten Anschwemmmittel wurde einem Phasentrenner zugeleitet, indem es eine Stunde verblieb, um den Feststoffen ein Absetien zu ermöglichen. Darauf wurde das Rückspülwasser in den Rückspülaufnah-'mebehälter zurückgeführt, um wie vorbeschrieben in einem nachfolgenden Rückspülzyklus verwendet zu werden. Die Filterelemente wurden dann mit einer frischen Anschv/emmschicht versehen und wieder in den Betriebszyklus eingeschaltet.

Beispiel II

Das vorbeschriebene Beispiel 1 wurde erneut durchgeführt, wobei jedoch abweichend der Betriebszyklus bei einem Druckabfall in der Anschwemmschicht von nur etwa 1,41 kg/cm beendet wurde. Die Beendigung des Betriebszyklus¹ erfolgte, weil die Leitfähigkeit des Filtrats über einen Wert von 0,1 Micromho anstieg, wodurch angezeigt wurde, dass die Ionenaustauschkapazität erschöpft war.

Wegen Erschöpfung der Ionenaustauschfähigkeit der Anschwemmschicht wurden etwa 2,27 kg Kunstharz für eine Anschwemmschicht direkt der Rückspülflüssigkeit im Rückspülaufnahmebehälter zugegeben, um das Rückspülwasser zu entmineralisieren. Darauf wurde das Rückspülwasser wie beim Beispiel I durch die Anschwemmschicht geleitet. Das gefilterte Wasser wurde in den Rückspülspeicherbehälter geleitet und wie beim Beispiel I zur Rückspülung verwendet. Die Filtereinheit wurde wieder mit einer frischen Anschwemmschicht versehen und zur Kondensatreinigung wieder in den Betriebszyklus zurückgeschaltet .

/Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. J Verfahren zur Rückgewinnung und Wiederverwendung der

ckspülflüssigkeit von Anschwemmfiltern, dadurch g ekennzeichnet , dass die in der Rückspülflüssigkeit, die für einen vorhergehenden Rückspülzyklus beim Rückspülen einer Filtereinrichtung verwendet wurde, suspendierten Anschwemmschicht-Feststoffe aus der Rückspülflüssigkeit abgeschieden werden, dass die Flüssigkeit zu ihrer Reinigung durch die mit der Anschwemmschicht versehene Filtereinheit geleitet wird, dass die so gereinigte Flüssigkeit zur Rückspülung der Filtereinheit verwendet wird und dass die so verwendete Flüssigkeit für einen nachfolgenden Rückspülvorgang gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Anschwemmschicht Ionenaustauscherharzteilchen im Korngrössenbereich von etwa 37 bis 260/um Maschenweite enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Rückspülflüssigkeit bei ihrer Reinigung mit einer Durchsatzgeschwindigkeit durch die Anschwemmschicht geleitet wird, die niedriger als die Durchsat zgeschwindigke it ist, mit der während des Betriebszyklus· der Filtereinheit gearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Rückspülflüssigkeit» bevor sie zu ihrer Reinigung durch die Anschwemmschicht geleitet wird, frische Ionenaustauscherharzteilchen beigegeben v/erden.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , dass bevor die Rückspülflüssigkeit zu ihrer Reinigung durch die Anschwemmschicht geleitet wird, diese mit einer Anschwmmschicht aus frischem Ionenaustauscherharz überzogen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die suspendierten Feststoffe in einer Phasentrennzone aus der Rückspülflüssigkeit abgeschieden v/erden, worauf die Rückspülflüssigkeit einer von der Phasentrennzone getrennten Rückspülaufnahmezone zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet , dass die Rückspülflüssigkeit aus einer Rückspülaufnahmezone durch die Filtereinheit einer Rückspülspeicherzone zugeführt wird, um von dort dem nachfolgenden Rückspülvorgang zugeführt zu werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass bei einer Anlage mit wenigstens zwei Filtereinheiten die nach dem Rückspülen der einen Filtereinheit angefallene Rückspülflüssigkeit zu ihrer Reinigung und zur Rückspülung durch die andere Filtereinheit geleitet v/ird.

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