DE3531404A1 - Verfahren zum entfernen organischer bestandteile aus einer umkehrosmose zuzufuehrendem wasser - Google Patents
Verfahren zum entfernen organischer bestandteile aus einer umkehrosmose zuzufuehrendem wasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Anspruch des
vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.
Ein solches Verfahren ist in dem Prospekt der Anmelderin
"Wassertechnik Umkehrosmose-Anlagen". Seite 4, angesprochen.
Bei Behandlung von Wasser in einer Umkehrosmose
wird das Uferfiltrat vor Eintritt in die Anlage entkarbonisiert
und zweistufig filtriert. Die Filtration der ungelösten
Feststoffe erfolgt über Kies, während organische
Bestandteile und kolloiddisperse Stoffe über Adsorberharze
aus dem Wasser entfernt werden (In der Beschreibung
und in den Ansprüchen umfaßt der Begriff "Wasser" auch
wässrige Lösungen). Mit dieser Filtration wird der Kolloidindex
verringert. Der Filter besteht im wesentlichen
aus einem Druckbehälter und einer stark basischen Anionenharzfüllung,
die in der Regel mittels einer alkalischen
Kochsalzlösung regeneriert wird. Es hat sich nun
herausgestellt, daß eine Reihe von Kationen, die bereits
bei sehr geringen Ionenkonzentrationen zu erheblichen
Störungen bei der Umkehrosmose führen, in den immer stärker
verschmutzten und zu reinigenden Wässern vorhanden
sind, so daß es schon nach relativ kurzen Betriebszeiten
zu einer irreversiblen Verschmutzung der Umkehrosmoseeinrichtung,
insbesondere durch Barium- und Strontiumsalze
kam.
Es wurde versucht, mit in das zu reinigende Wasser eindosierten
Konditionierungsmitteln eine Ausfällung in der
Membran der Umkehrosmose zu verhindern. Diese Versuche
verliefen jedoch wenig erfolgreich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
anzugeben, bei dem eine Entfernung von in nachfolgenden
Schritten störenden Kationen möglich ist, insbesondere
eine irreversible Verschmutzung von semipermeablen
Membranen durch Kationen, insbesondere zweiwertigen
Erdalkaliionen vermieden wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Wasser zusätzlich
über ein stark saures Kationenharz geführt wird, und
beide Harze mit demselben Regeneriermittel regnerierbar
sind.
Das stark saure Kationenharz kann die Kationen im Zulaufwasser
aufnehmen.
Vorzugsweise wird das Wasser zunächst über das Anionenharz
geführt, um die organischen Substanzen bzw. die kolloiddispersen
Stoffe zu entfernen.
Der Anteil der beiden Harz-Typen an der erforderlichen
Gesamtmenge richtet sich nach der organischen Belastung
und dem Ionenangebot im Zulaufwasser unter Berücksichtigung
der kinetischen und hydraulischen Eigenschaften
der Harzprodukte.
Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung brauchen keine
Konditionierungsmittel eingesetzt werden. Die beiden
Harze können ohne Schwierigkeiten vorzugsweise in ein und
demselben Filterbehälter eingebracht und somit von einer
gemeinsamen Regeneriereinrichtung her regeneriert werden.
Es tritt kein Mehrverbrauch an Waschwasser und Regenerierchemikalien
auf; auch ist keine Erhöhung der Regenerationszeit
zu erwarten.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur am
Beispiel der Reinigung von Uferfiltrat näher erläutert
werden.
Das Uferfiltrat UF wird unter Zugabe von Ca(OH)2 in einem
Behälter 1 entkarbonisiert. In einem dem Behälter 1 nachgeschalteten
ersten Filter 2 werden über ein Kiesbett 2 a
ungelöste Feststoffe entfernt. Danach tritt das Wasser in
einen Filterbehälter 3 ein, in dem sich eine obere
Schicht von stark basischem makroporösen Anionenharz 3 a
und eine untere Schicht von stark saurem Kationenharz 3 b
befindet. Das Ablaufwasser wird unter Zugabe von HCl, Cl2
und Polyphosphat über einen Feinfilter 4 einer Umkehrosmosestufe
5 zugeleitet und gelangt schließlich über eine
Ionenaustauscherstufe 6 in den Prozeß. Durch die gestrichelte
Linie 4 ist angedeutet, daß dem Filterbehälter 3
eine Regeneriereinrichtung zugeordnet ist, die als Regeneriermittel
NaCl + NaOH zuführt.
Das stark basische Anionenharz liegt in dem Betriebszustand
des Filters in der Cl-Form vor. Das Harz reduziert
die organischen Substanzen und die kolloiddispersen Stoffe
adsorptiv. Das stark saure Kationenharz 3 b ist vorzugweise
ein Kationenharz in der Na⁺-Form, der NH4-Form
oder in der K⁺-Form und wiederum bevorzugt ein Kationenharz
in der Na⁺-Form. Das stark saure Kationenharz kann
gemäß der folgenden Reaktionsgleichung, die zu einer Verschmutzung
der Menbran führenden Kationen im Zulaufwasser
aufnehmen:
Harz-2Na⁺ + (Ca++/Mg++/Ba++/Sr++) →
Harz-(Ca++/Mg++/Ba++/Sr++) + 2Na⁺.
Harz-(Ca++/Mg++/Ba++/Sr++) + 2Na⁺.
Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Bindungsfestigkeit
von Ba++ und Sr++ an das Harz (Kationenaustauscher)
nahe der Bindungsfestigkeit von Ca++ und Mg++ liegt, so
daß in allen Fällen ein guter Wirkungsgrad des Ionenaustausches
gegen Na++ gewährleistet ist.
Für die Regeneration des stark basischen makroporösen Anionenharzes
wurde bisher eine alkalische NaCl-Lösung
eingesetzt. Eine Wiederbelebung des stark sauren
Kationenharzes mit demselben alkalischen Regeneriermittel,
z. B. NaCl, KCl, NH4Cl, möglich ist. Als Regeneriermittel
wird Natriumchlorid bevorzugt, während als alkalischer
Partner im Regeneriermittel Natriumhydroxid bevorzugt
wird. Hier wäre z. B. der Einsatz von Kaliumhydroxid
ebenfalls denkbar. Desweiteren können Lösungen von Natriumsulfat
und Meerwasser zum Einsatz kommen.
Die Regeneration des erschöpften Kationenharzes läuft
nach folgender Reaktionsgleichung ab:
Harz-(Ca++/Mg++/Ba++/Sr++) + 2NaCl →
Harz-2Na⁺ + (Ca++/Mg++/Ba++/Sr++).
Harz-2Na⁺ + (Ca++/Mg++/Ba++/Sr++).
Somit werden beide Harze mit demselben Regeneriermittel
regeneriert.
Es soll abschließend daraufhingewiesen werden, daß die
neue Kombination (zwei verschiedene Harze mit einem Regeneriermittel,
insbesondere zwei verschiedene Harze in
einem Filterbehälter), sowohl in einem Schichtbettverfahren,
Zwei- oder Mehrkammersystem bei Regeneration im
Gleichstrom oder Gegenstrom betrieben werden kann.
Claims (4)
1. Verfahren zum Entfernen organischer und/oder kolloiddisperser
Bestandteile aus von ungelösten Feststoffen
befreitem Wasser mittels eines durch ein alkalisches
Regeneriermittel regenerierbares stark basisches makroporöses
Anionenharz, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser zusätzlich über ein
stark saures Kationenharz geführt wird, und beide Harze
mit demselben Regeneriermittel regenerierbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser zunächst
über das Anionenharz und danach über das Kationenharz
geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als stark saures
Kationenharz ein Natriumkationenharz und als Regeneriermittel
eine Lösung von Natriumchlorid und Natriumhydroxid
verwandt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3 mit mindestens einem Behälter
zur Aufnahme von Adsorberharz, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Behälter ein
stark saures makroporöses Anionenharz und ein stark
saures Kationenharz eingebracht sind, vorzugsweise
schichtweise.
Priority Applications (4)
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- 1986-09-01 ZA ZA866622A patent/ZA866622B/xx unknown
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ZA866622B (en) | 1987-04-29 |
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