DE3411474C2 - - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regene
ration von Ionenaustauschfiltern, die zur Entfernung
von Nitraten und gegebenenfalls der Härtekomponen
ten aus Wasser verwendet werden.
Der ständig wachsende Gehalt von Nitraten in na
türlichen Gewässern stellt in der letzten Zeit ein
ernstes Problem dar. Nitrate können aus dem Wasser
nicht durch übliche Wasseraufbereitungsverfahren
entfernt werden, da sie unter natürlichen, dh aeroben
Bedingungen ein stabiles Endprodukt der Umwandlung
von Stickstoffverbindungen im Boden und im Wasser
sind. Die wichtigste Stickstoffquelle stellen da
bei die großflächigen Verunreinigungen dar, die
durch die Anwendung von stickstoffhaltiger industriel
ler Düngemittel in der Landwirtschaft verursacht werden.
Nitrate rufen bei Menschen und warmblütigen Tieren
gesundheitliche Schäden bis hin zu tödlichen Erkrankun
gen hervor. Am bekanntesten ist der Einfluß der Nitra
te auf das Auftreten der sog. Nitrat-Alimentärmethämo
globinämie, die bei Säuglingen bis zum Alter von
drei Monaten auftreten kann, wenn zur Bereitung der
künstlichen Nahrung Wasser verwendet wird, das mehr
al 15 mg · 1-1 NO₃-, wobei üblicherweise erheb
lich höhere Nitratgehalte behördlich zugelassen sind.
Bei Erwachsenen rufen höhere Nitratkonzentrationen
im Trinkwasser Speiseröhren-, Magen- und Harnblasen-
krebs hervor. Ferner ist nachgewiesen, daß hier
durch Fehlgeburten bei Kühen und tödliche Vergiftun
gen bei künstlich ernährten Kälbern auftreten
können. Nitrate im Wasser sind ferner auch in der
Lebensmittelindustrie, z. B. bei der Malzkeimung, bei
der Konservierung von Lebensmitteln sowie etwa bei
der Herstellung von Getränken äußerst ungünstig.
Neben den Nitraten sind Härtebestandteile
des Wassers unerwünscht, wenn ihr Gehalt im aufbe
reiteten Wasser die durch die Trinkwassernormen
festgelegten Werte überschreitet. Außerdem führen
sie in bestimmten Betrieben der Lebensmittelindustrie
zu Schwierigkeiten, z. B. in der Getränkeindustrie,
wo durch höhere Härte des Wassers z. B. Trübungen bei
Getränken hervorgerufen werden.
Eine der Möglichkeiten, Nitrate aus dem Wasser
zu entfernen, besteht in der bekannten Anwendung
von Ionenaustauschern. Vorteile sind hierbei die
Unabhängigkeit von der Wassertemperatur, die günsti
ge Reaktionsgeschwindigkeit, die hohe Wirksamkeit
und der Umstand, daß die Nitratabtrennung (Denitri
fikation) ohne Zusatz von Fremdstoffen und ohne der
Notwendigkeit eines anaeroben Milieus erfolgt. In
den meisten Fällen verändert sich jedoch der Gehalt
der übrigen Anionenkomponenten des Wassers in un
günstiger Weise. Am häufigsten werden stark basi
sche Anionenaustauscher in der Chloridform verwend
det. Ihr Nachteil liegt im hohen Chloridgehalt im
Filtrat, da derartige Anionenaustauscher insbeson
dere am Anfang des Arbeitszyklus sämliche vor
handenen Anionen gegen Chloridionen austauschen.
Der Chloridionengehalt im aufbereiteten Wasser über
schreitet dann die in den Trinkwassernormen festge
legten Grenzwerte. Das Filtrat stellt in diesen
Fällen grundsätzlich ein Chloriddenaturat dar,
das physiologische Beschwerden hervorrufen kann.
Demgegenüber werden Sulfate zusammen mit den Nitraten
aus dem aufbereiteten Wasser entfernt. Auch
Hydrogencarbonationen werden teilweise entfernt,
so daß durch den Anionenaustausch die Qualität
des Wasser erheblich verändert wird. Der Vor
teil der Anwendung von Anionenaustauschern in
der Chloridform liegt andererseits in der einfachen
Regenerierbarkeit, da bei der Regenerierung des
Filterbettes die Nitrate schon bei Anwendung des
achtfachen Volumen aus einer 10%igen Natriumchlorid
lösung, bezogen auf das Anionenaustauschervolumen,
ausgewaschen werden.
Die Anwendung stark basischer Anionenaustauscher
in der Hydrogencarbonatform ist wegen des hohen
Hydrogencarbonatgehalt im Filtrat ebenfalls un
günstig. Hydrogencarbonationen ersetzen in der
ersten Hälfte der Sorptionsphase alle anderen vor
handenen Anionen. Erst im zweiten Drittel der Sorptions
phase kommt es zu einem fortschreitenden Anwachsen desChloridgehalts, und im letzten Drittel ist die Chlo
ridkonzentration im Filtrat wegen der fortschreitenden
Desorption von Chloridionen aus dem Ionenaus
tauscherbett wesentlich höher als die Chloridkonzentra
tion des aufzubereitenden Wassers.
Dies bedeutet, daß bei Eingangswässern mit höheren
Chloridkonzentrationen die festgesetzten maximalen
Chloridwerte im Filtrat überschritten werden. Die
Sulfate werden in diesen Fällen vollständig abge
trennt, wobei die Sulfationenkonzentration erst
mit wachsender Nitrationenkonzentration ansteigt.
Ein weiterer Nachteil stark basischer Anionenaus
tauscher in der Hydrogencarbonatform ist ihre
schwierige Regenerierbarkeit, da in der Regenerations
phase die Nitrate erst nach Anwendung des 23-fachen
Volumen 10%iger NaHCO₃-Lösung, bezogen auf das
Anionenaustauschervolumen, ausfgewaschen werden.
Bekannt ist ferner die Anwendung regenerier
ter stark baschischer Anionenaustauscher in gemischter
Chlorid-Hydrogencarbonatform. (vgl. DE-A 29 37 022) Ihr Vorteil ist, daß
bereits am Anfang der Arbeitsphase (Sorptionsphase)
Chloride wie auch Hydrogencarbonate, d. h. zwei Anionen
komponenten, im Filtrat enthalten sind. Die Sulfate
werden jedoch wieder gemeinsam mit den Nitraten
entfernt. Das Filtrat stellt daher in diesen
Fällen ein Chlorid-Hydrogencarbonat-Denaturat
dar. Infolge der Desorption der Chloridionen in
der zweiten Hälfte der Arbeitsphase wird auch hier
die festgelegte maximale Chloridionenkonzentration
im Filtrat überschritten, wenn im Eingangswasser
höhere Chloridionenkonzentrationen, auch innerhalb
der Normen für Trinkwasser, enthalten sind.
In ähnlicher Weise werden bei der Entfernung
von Nitraten mit Anionenaustauschern in der Sulfat
form am Anfang der Arbeitsphase alle Anionen gegen
Sulfationen ausgetauscht.
Zur Denitrifikation von Trinkwasser werden fer
ner auch schwach basische Anionenaustauscher in der
Hydrogencarbonatform verwendet. Diese Verfahren
weist jedoch neben dem Auftreten überschüssiger
Hydrogencarbonationen im Filtrat und der Desorption
von Chloridionen in der zweiten Hälfte des Arbeits
zyklus sowie der Unterdrückung der Sulfate noch
weitere Nachteile auf. Bei vergleichbaren Wässern
beträgt die Denitritfikationskapazität schwach basi
scher Anionenaustauscher etwa nur ein Viertel der
Denitritfikationskapazität stark basischer Anionen
austauscher. Wenn folglich das aufzubereitende Was
ser über einen derartigen Anionenaustauscher fließt,
dessen Denitritfikationskapazität bereits erschöpft
ist, tritt eine spontane Elution der gebundenen Nitra
te vom Anionenaustauscher ein, was dazu führt, daß
das abfließende Wasser sogar an Nitraten angereichert
ist.
Von den bisher bekannten Verfahren zur Nitrat
entfernung aus Wasser durch Ionenaustauscher er
scheint im Hinblick auf die Effektivität die Ver
fahrensweise optimal, bei der nur die Nitrate selektiv
mit einem Ionenaustauscher entfernt werden, während
die übrigen Anionenkomponenten im Wasser verbleiben
(vgl. CS-B 2 00 907).
Bei dieser Verfahrensweise werden drei verschie
dene baschiche Anionenaustauscher eingesetzt, die in
der Chlorid-, Sulfat- bzw. Hydrogencarbonatform in
einem bestimmten Mischungsverhältnis vorliegen. Ein
wesentlicher Nachteil dieses Verfahren besteht je
doch darin, daß das so erhaltene Filterbett nicht
regeneriert werden kann entsprechend die drei
verschiedenen Ionenaustauscherformen nach ihrer Er
schöpfung separat neu hergestellt werden müssen.
Dieses Verfahren kann daher nur in kleinen, auf
einen einzigen Anwendungsfall ausgerichteten Anlagen
eingesetzt werden, beispielsweise zur Denitrifikation
von Trinkwasser für Haushaltszwecke, üblicherweise
zur Herstellung von künstlicher Säuglingsnahrung.
Wenn derartige Filterbetten erschöpft sind, werden
sie weggeworfen.
Aus dem Obigen geht hervor, daß die bisher be
kannten Verfahren, die wirtschaftlich arbeiten und
eine einfache Regenerierung des Anionenaustauschers
erlauben, zwar zur Entfernung von Nitrationen aus
Wasser geeignet sind, hierbei jedoch die Qualität
des Wassers, insbesondere in physiologischer Hinsicht,
verschlechtert wird, und diejenigen Verfahren, die
zu einer selektiven Nitratentfernung in der Lage sind,
nicht in technischen Maßstab angewandt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Regeneration von Ionenaustauschfiltern
zur Denitritfikation von Wasser mit stark basischen
Anionenaustauschern anzugeben, das in technischem Maß
stab angewandt werden kann, wirtschaftlich arbeitet
und eine selektive Entfernung von Nitrationen aus
Wasser ermöglicht.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regeneration
von Ionenaustauschfiltern mit
einem Denitritfikationsfilterbett zur Nitritauftrennung von
Wasser auf der Basis eines stark basischen Anionenaus
tauschers durch Inkontaktbringen des stark basischen
Anionenaustauscher in einer ersten Regenerationsphase mit einer Chloridionen enthaltenden ersten Regenerationslösung
und in einer zweiten Regenerationsphase mit einer zweiten
Regenerationslösung, ist dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Regenerationslösung Sul
fat - und Hydrogencarbonationen enthält
oder daß die zweite Regenerationslösung Sultationen enthält
und der Ionenaustauscher in einer dritten Regenerationsphase
mit einer Hydrofencarbonationen enthaltenden Regenerations
lösung in Kontakt gebracht wird.
Für Chloridionen enthaltenden Lösungen werden
vorzugsweise Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid
herangezogen. Als Sulfate werden für die entspre
chenden Lösungen vorzugsweise Na₂SO₄ und/oder K₂SO₄
verwendet. Als Hydrogencarbonat für die entsprechen
den Lösungen sind NaHCO₃ und/oder KHCO₃ bevorzugt.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise bei
der Regeneration von Denitritfikationsfiltern auf der
Basis stark basischer Anionenaustauscher kann das
Ionenaustauscherbett wiederholt verwendet werden,
was wirtschaftlich von großer Bedeutung ist. Ferner
kann die Regeneration in einfacher Weise durchgeführt
werden. Die beim erfindungsgemäßen Regenerationsver
fahren anfallenden Ionenaustauschfilter sind zu
einer selektiven Nitratentfernung und ggf. gleich
zeitig auch zur Entfernung der Härtekomponenten
aus Wasser in der Lage.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Regenerations
verfahrens beruhen auf entsprechend darauf, daß die er
findungsgemäß regenerierten Ionenaustauscher unter
wirtschaftlich vorteilhaften Bedingungen zur selekti
ven Abtrennung von Nitraten aus Wasser herangezogen
werden können, wobei zugleich die übrigen Anionen
komponenten und entsprechend auch die pysiologischen
Eigenschaften der entsprechenden Wässer erhalten
bleiben. Aufgrund der relativ einfachen Regeneration
ist das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt und
in großtechnischem Maßstab anwendbar. Bei der gleich
zeitigen Denitrifikation und Enthärtung des Wassers,
beispielsweise bei der industriellen Getränkeher
stellung, liegen besondere wirtschaftliche Vorteile
der erfindungsgemäßen Verfahrensweise darin, daß
die bei der Regeneration des Anionenaustauschers an
fallenden Lösungen zur Regeneration des Kationenaus
tauschers herangezogen werden können.
In der ersten Phase der Regeneration erfolgt
eine wirksame Desorption der gebundenen Nitrate,
die im vorhergehenden Arbeitszyklus abgefangen wurden, mit einer nur
verhältnismäßig kleinen Menge der Chloridionen enthalten
den Lösung. Der Anionenaustauscher
wird in dieser Phase überwiegend in die Chloridform
übergeführt. Bei der Regeneration von Denitritfikations-
und Enthärtungsfiltern wird das Regenerationsmittel
aus dem Anionentauscher gleichzeitig zur Regenera
tion des Kationenaustauscher verwendet, wobei auch
umgekehrt das zur Regeneration des Kationenaus
tauschers verwendete Regenerationsmittel zur Rege
neration des Anionenaustauschers herangezogen werden
kann. In der anschließenden zweiten Regenerations
phase wird der stark basische Anionenaustauscher,
der in der Chloridform vorliegt, in ein Gemisch ver
schiedener Anionenaustauscherformen übergeführt, wo
bei gleichzeitig die letzten Nitratreste aus dem Ar
beitszyklus desorbiert werden. Die Kationenkomponen
ten dieser zweiten Lösung können ggf. auch zur Rege
neration des Kationenaustauschers herangezogen werden.
Das Erfindungskonzept wird im folgenden anhand
beispielhafter Angaben erläutert.
In der nachstehenden Tabelle 1 ist der Zusammen
setzung des Filters nach dem Filterbett eines stark
basischen Anionenaustauschers, der nur bis zur
Chloridform regeneriert wurde, angegeben, wobei
die Filtrate in der ersten Spalte in Vielfachen
des Anionenaustauschervolumens, das im Filterbett
verwendet wurde, ausgedrückt ist.
V = Filtrationsvolumen
V o = Volumen des Anionenaustauschers
s = spezifische Belastung
V o = Volumen des Anionenaustauschers
s = spezifische Belastung
Als Filterbett wurde ein stark basischer Anionen
austauscher verwendet. Kolonnenhöhe
0,6 m; s =20 V · V o -1 · h-1. Die Regeneration im
Gleichungstrom mit 8 V o einer NaCl-Lösung einer Konzentra
tion von 100 g/l in destilliertem Wasser bei s =3 V · V o -1 · h-1.
Die Elution erfolgte mit 8 V o destillier
tem Wasser.
In Tabelle 2 ist die Filtratzusammensetzung nach
dem Anionenaustauscherbett, das nach dem erfindungsge
mäßen Verfahren regeneriert wurde, angegeben. Die
Filtratmenge in der ersten spalte ist wieder durch
Vielfache des Anionenaustauschervolumens im Filter
bett ausgedrückt.
Als Filterbett wurde ein stark basischer Anionen
austauscher verwendet. Kolonnenhöhe
0,6 m. Die Regeneration erfolgte im Gleichstrom mit
5 V o einer NaCl-Lösung einer Konzentration von 100 g/l
in destilliertem Wasser und dann mit 5 V o einer Misch
lösung aus 85,9 g Na₂SO4 und 14,1 NaHCO₃ pro Liter
destilliertem Wasser bei einer spezifischen Belastung von
s =3 V · V o · h-1. Die Elution erfolgte mit 8 V o destillier
tem Wasser.
Aus den Werten der Tabellen 1 und 2 geht hervor,
daß mit den erfindungsgemäß regenerierten Ionenaus
tauschfiltern eine außerordenlich gute Abtrennung
von Nitraten erzielt werden kann. Nach dem zweiten
Filter (vgl. Tabelle 2) liegen die übrigen Anionen
andererseits in relativ gleichmäßiger Konzentrations
verteilung vor, wobei zugleich die für Trinkwasser
geltenden Normen nicht überschritten werden. Nach dem
ersten Filter zusammen mit den Nitraten auch
die Sulfate entfernt, ferner in der ersten Hälfte
des Arbeitszyklus auch der Großteil der Hydrogencarbonate.
Das Filtrat stellt entsprechend ein Chloriddenaturat dar;
es enthält vier bis siebenmal mehr Chloride als das
Eingangswasser und entspricht folglich nicht der übli
chen Norm für Trinkwasser (2,82 nmol · l-1).
In den nachstehenden Tabellen 3 bis 6 sind weitere
Beispiele zur Verwendung erfindungsgemäß regenerierter
Ionenaustauscher angegeben.
Bei den Versuchen, deren Ergebnisse in Tabelle 3
aufgeführt sind, wurde ein stark basischer Anionen
austauscher verwendet. Füllhöhe in
der Kolonne 0,6 m, spezifische Belastung s = 45 V · V o -1 · h-1.
Diese Füllung wurde im Gleichstrom mit 5 V o einer Lösung,
die 100 g Chlorid pro Liter destilliertem Wasser enthielt,
regeneriert und dann noch mit 5 V o einer Mischlöschung
mit 85,9 g Natriumsulfat mit 14,1 g Natriumhydrogen
carbonat pro Liter destilliertem Wasser behandelt. Die
Elution erfolgte mit 8 V o destilliertem Wasser.
Daneben wurde ein künstliches Eingangswasser
hergestellt, das Natriumnitrat in einer Konzentration
von 100 mg · l-1 in destilliertem Wasser enthielt,
wobei keine weiteren Anionenbestandteile vorlagen.
Obgleich im Eingangswasser nur Nitrate enthalten
waren, enthielt das durch das erfindungsgemäße re
generierte Filterbett durchlaufene Wasser Chlo
ride, Sulfate und Hydrogencarbonate, und zwar in
den Trinkwassernormen entsprechenden Mengen, was
erweist, daß selbst in diesem in der Praxis normaler
weise nicht auftretenden Extremfall einer ausschließ
lich Nitrationen in hoher Konzentration enthaltenden
Lösung als Eingangswasser mit den erfindungsgemäß
regenerierten Ionenaustauschfiltern ein quantitative
Nitratabtrennung und gleichzeitig ein Ersatz durch
die wichtigsten Anionenkomponenten möglich ist.
Die in Tabelle 4 angeführten Ergebnisse wurden
mit einem stark basiischen Anionenaustauscher
erhalten. Filterbetthöhe 0,6 m; spezifische
Belastung s =40 V · V o -1 · h-1. Die Regeneration erfolg
te im Gleichstrom mit 5 V o einer NaCl-Lösung einer
Konzentration von 100 g/l und 5 V o einer Mischlösung
mit 85,9 g Natriumsulfat und 14,1 g Natriumhydrogen
carbonat pro Liter destilliertem Wasser bei einer
spezifischen Belastung von s =3V · V o -1 · h-1. Die
Elution erfolgte mit 8 V o destilliertem Wasser.
Wie die Ergebnisse von Tabelle 4 zeigen, führt
der erfindungsgemäß regenrierte Anionenaustauscher
zu einer ausgeglichenen Anionenzusammensetzung des
Eluats, ohne daß Extremwerte der Konzentration einzel
ner Anionen einschließlich der Sulfate auftreten,
die zudem während der gesamten Arbeitsphase in
größenordnungsmäßiger Entsprechung zu den Eingangs
werten erhalten bleibt. Aus den Daten von Tabelle 4
geht ferner hervor, daß nach der Erschöpfung der
Denitrifikationskapazität des erfindungsgemäß regene
rierten Anionenaustauscher keine Erhöhung der Nitrat
konzentration im Filtrat durch spondane Desorption
aus dem Filterbett vorkommt, was für die Betriebs
sicherheit entsprechender Denitrifikationsanlagen
von außerordentlicher Bedeutung ist.
In Tabelle 5 sind Ergebnisse aufgeführt, die mit einem er
findungsgemäß regenrierten stark basischen Anionen
austauscher erhalten wurden. Filter
betthöhe 0,6 m; spezifische Belastung s =40 V · V o -1 · h-1.
Die Regeneration erfolgte im Gleichstrom mit nur
4 V o einer NaCl-Lösung einer Konzentration von
100 g pro Eingangswasser und dann mit nur
4 V o einer Mischlösung mit 85,9 g Natriumsulfat
und 14,1 g Natriumhydrogencarbonat pro Liter Ein
gangswasser bei einer spezifischen Belastung von
s =3 V · V o -1 · h-1. Die Elution erfolgte mit 8 V o
des Eingangswasser. Diese Regeneration entspricht
einer wirtschaftlich besonders vorteilhaften Aus
führungsform der Erfindung.
Auch bei dieser unter sehr wirtschaftlichen Be
dingungen ablaufenden Regeneration entspricht die Zu
sammensetzung des Filtrats hinsichtlich sämtlicher
Bestandteile den Trinkwassernormen. Im Vergleich
mit der Regeneration mit 5 Volumen 10%iger Reagens
lösungen wird ein etwas kürzerer Denitrifikationszyklus
erzielt. Hierbei sind jedoch auch die spezifischen
Kosten zur Beseitigung einer Konzentrationseinheit
Nitrate geringer.
In ähnlich wirtschaftlicher Weise können De
nitrifikationsbetten auch mit Lösungen folgender
Konzentrationen erfindungsgemäß regeneriert werden:
Mit 5 V o einer 8%igen NaCl-Lösung+5 V o einer
8%igen gemischten Regenerationslösung, 5 V o einer
8%igen NaCl-Lösung+4,3 V o einer 8%igen Na₂SO₄-
Lösung und 0,7 V o einer 8%igen NaHCO₃-Lösung oder
4 V o einer 10%igen NaCl-Lösung+4 V o einer
10%igen Na₂SO₄-Lösung udgl.
In Tabelle 6 sind Ergebnisse aufgeführt, die mit
einem stark basischen Anionenaustauscher
erhalten wurden. Filterbetthöhe 1,05 m; spezifi
sche Belastung s =20 V · V o -1 · h-1. Die Regeneration er
folgte im Gegenstrom mit 5 V o einer NaCl-Lösung
einer Konzentration von 100 g pro Liter Eingangs
wasser danach mit 5 KVo einer Mischlösung mit
85,9 g Na₂SO₄ und 14,1 g Natriumhydrogencarbonat
pro Liter Eingangswasser bei einer spezifischen
Belastung von s =3 V · V o -1 · h-1. Die Elution er
folgte mit 10 V o des Eingangswasser.
Wie aus den obigen Beispielen hervorgeht,
kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch
im Gegenstrom regeneriert werden, wobei jedoch
die Denitrifikationswirkung des so regenerierten
Filterbetts gewöhnlich kleiner ist und die Konzentra
tionen der übrigen Anionen im Filtrat unterschied
licher sein können.
Bei der Herstellung eines Filterbetts aus einem
neuen, noch unbenutzten Anionenaustauscher wird
die Tatsache ausgenützt, daß der Anionenaustauscher
überwiegend bereits in der Chloridform geliefert
wird. Deshalb wird bei der ersten Aufbereitung vor
der Anwendung die Behandlung mit einer Chloridionen
enthaltenen Lösung weggelassen und der Anionen
austauscher nur mit einer Lösung in Kontakt gebracht,
die Sulfate oder Sulfate und gleichzeitig Hydrogen
carbonate enthält. Dadurch ist der Ionenaustauscher
zur ersten Anwendung sowie zur erfindungsgemäßen
Regeneration bereit.
In Tabelle 7 sind Ergebnisse aufgeführt, die mit
einem stark basischen Anionenaustauscher
erhalten wurden. Die Filterbetthöhe betrug 0,6 m.
Hinter dem Anionenaustauscher war ein stark saurer
Kationenaustauscher eingeschaltet, dessen Filterbett
höhe 0,15 m betrug. Es wurde bei einer spezifischen
Belastung von s =20 V · V o -1 · h-1 gearbeitet. Die Re
generation erfolgte im Gleichstrom mit 5 V o einer
NaCl-Lösung einer Konzentration von 100 g/l in
destilliertem Wasser und dann mit 5 V o einer Misch
lösung mit 85,9 g Natriumsulfat und 14,1 g Natrium
hydrogencarbonat pro Liter destilliertem Wasser bei
einer spezifischen Belastung von s =3 V · V o -1 · h-1.
Die Elution erfolgte mit 8 V o destilliertem Wasser.
Die Kationenkomponente beeinflußte auch die Ab
senkung der Wasserhärte. Der schwerere Kationenaus
tauscher bildete die untere Filterschicht.
Das Verhältnis von Anionenaustauscher zu Kationen
austauscher beträgt 4 : 1 bis 12 : 1. Im Gegensatz zur
Anwendung von Kationenaustauschern etwa in der
Energiewirtschaft handelt es sich bei der Enthär
tung von Trinkwasser nicht um eine vollständige
Beseitigung von anwesendem Calcium und/oder Magnesium.
In diesen Fällen ist das Verhältnis von Anionenaus
tauscher zu Kationenaustauscher durch den erwünschten
Grad der Enthärtung, die Kapazität des Ionenaustau
schers und die Gesamtzusammensetzung des Wassers
gegeben.
Claims (6)
1. Verfahren zur Regeneration von Ionenaustauschfiltern
mit einem Denitrifikationsfilterbett zur Nitratabtren
nung von Wasser auf der Basis eines stark basischen
Anionenaustauschers durch Inkontaktbringen des stark
basischen Anionenaustauschers in einer ersten Regenera
tionsphase mit einer Chloridionen enthaltenen ersten
Regenerationslösung und in einer zweiten Regenerations
phase mit einer zweiten Regenerationslösung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Regenerationslösung Sulfat- und
Hydrogencarbonationen enthält oder daß die zweite
Regenerationslösung Sulfationen enthält und der
Ionenaustauscher in einer dritten Regenerationsphase
mit einer Hydrogencarbonationen enthaltenen Regenera
rationslösung in Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Denitrifikationsfilterbett mit dem stark basischen
Anionenaustauscher und ein Enthärtungsfilter auf der
Basis eines stark sauren Kationenaustauschers zur
gleichzeitigen Wasserhärtung mit den Regenerations
lösungen in Kontakt gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß bei räumlich getrennten stark basi
schem Anionenaustauscher und stark saurem Kationenaus
tauscher beide Austauscher zunächst in der ersten
Regenerationsphase mit der Chloridionen enthaltenden
ersten Regenerationslösung in Kontakt gebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch Verwendung einer NaCl-und/oder
KCl-Lösung als erste Regenerationslösung in der ersten
Regenerationsphase.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß für die zweite Regenerationsphase
eine Lösung von Na₂SO₄ und/oder K₂SO₄ oder eine Lösung
von Na₂SO₄ und/oder K₂SO₄ und NaHCO₃ und/oder KHCO₃
verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß für die dritte Regenerationsphase
eine Lösung von NaHCO₃ und/oder KHCO₃ verwendet wird.
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