DE3911675A1

DE3911675A1 - Device for treating water

Info

Publication number: DE3911675A1
Application number: DE3911675A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dr Sc Techn Grothkopp; Klaus Prof Dr Sc N Fischwasser; Kurt Dr Ing Halle; Detlef Dr Ing Wendt; Herbert Hesse; Bernd Dipl Ing Greiner
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1989-11-02
Also published as: DD270703A1

Abstract

The invention relates to a device having exchangeable and transportable ion exchanger columns for treating water containing truly dissolved substances for the elimination and/or recovery of the dissolved substances, preferably from washing waters of relatively small and medium-scale plants for surface refinement. The object according to the invention is achieved by, in a device comprising adjacently situated exchangeable and transportable ion exchanger columns, the connections of which to the feed lines and outlet lines are arranged in the head of the ion exchanger columns, a feed vessel, a pump and, if required, a prefilter, arranging the ion exchanger columns of a rotary plate above the feed vessel at about the same radial distance to the rotary plate axis. When an ion exchanger column is changed, only a few connections need to be detached. As a result of rotating the rotary plate, all ion exchanger columns advance by one place. By using ion exchanger columns having connections arranged in the head for the feed lines and outlet lines, the ion exchanger columns are immediately transportable after separation and closure of the upper ports with closure caps. Such ion exchanger columns can be impinged both from top to bottom and from bottom to top. For this purpose, only the connections need to be exchanged. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit austauschbaren und transportablen Ionenaustauschersäulen zur Behandlung von Was ser mit echt gelösten Stoffen zur Eliminierung und/oder Rück gewinnung der gelösten Stoffe, vorzugsweise aus Spülwässern kleinerer und mittlerer Anlagen zur Oberflächenveredlung.The invention relates to a device with interchangeable and portable ion exchange columns for the treatment of what with real dissolved substances for elimination and / or return extraction of the dissolved substances, preferably from rinsing water small and medium-sized plants for surface finishing.

Der Einsatz von Ionenaustauscheranlagen zur Eliminierung und Rückgewinnung echt gelöster Stoffe aus Wasser, Abwasser und Lösungen ist seit Jahren bekannt. Nach der herkömmlichen Ar beitsweise werden die Ionenaustauscheranlagen ortsfest als stationäre Anlagen montiert, wobei auch die Regenerierung der Ionenaustauschersäulen beim Betreiber erfolgt. Ebenfalls sind bereits transportable Ionenaustauschersäule bekannt. Sie ge statten einen Wechsel der Ionenaustauschersäule beim Betreiber und die Regenerierung an einem anderen Ort außerhalb des Betriebes. Mit einer zentralen Regenerieranlage für mehrere Betriebe ist es ökonomisch, auch die Wässer kleinerer und mittlerer Anlagen verschiedener Betreiber aufzubereiten und die gelösten Stoffe rationell zurückzugewinnen.The use of ion exchange systems for elimination and Recovery of real dissolved substances from water, waste water and Solutions has been known for years. According to the conventional ar The ion exchanger systems are stationary as stationary systems installed, with the regeneration of the Ion exchange columns at the operator. Also are already known portable ion exchange column. You ge replace the ion exchange column with the operator and the regeneration in another place outside the Operation. With a central regeneration system for several It is economical for businesses, even smaller and smaller waters to prepare medium-sized plants from different operators and to rationally recover the dissolved substances.

Nach DE-AS 26 02 232 sind Ionenaustauscherbehälter vertikal übereinander zu einer größeren Säule montiert. Bei dieser sehr platzsparenden Lösung können die einzelnen Ionenaustauscherbe hälter ausgewechselt und zu einer Regenerieranlage transpor tiert werden. Der Wechsel ist zeitaufwendig. Ein Wechsel des zuerst beladenen unteren Ionenaustauscherbehälters erfordert ein komplettes Umstapeln der gesamten Säule. Außerdem entste hen an den großen umlaufenden Dichtungen Abdichtungsprobleme. Zum Transport sind zusätzliche Behälter erforderlich, da die Ionenaustauscherbehälter untereinander nicht abgedichtet sind.According to DE-AS 26 02 232, ion exchange containers are vertical assembled one above the other to form a larger column. With this very The individual ion exchanger can be a space-saving solution container replaced and transported to a regeneration system be animals. The change is time consuming. A change of first loaded lower ion exchanger tank required a complete stacking of the entire column. In addition sealing problems on the large circumferential seals. Additional containers are required for transport because the Ion exchanger containers are not sealed with each other.

In DE-AS 27 16 953 ist eine Lösung mit nebeneinander stehen den, transportablen Ionenaustauschersäulen in Form von Kartu schen gezeigt. Die einzelnen Kartuschen sind leicht aus tauschbar. Mit ihrer unteren Öffnung werden sie auf einen Konus und zur Abdichtung auf einen Wulstring gesetzt. Diese Anordnung hat Stabilitätsprobleme zur Folge. Das gesamte Ge wicht lagert auf dem Wulstring und nutzt ihn schnell ab, wodurch Dichtungsprobleme entstehen. Außerdem ist für den Transport eine Transporteinrichtung erforderlich.In DE-AS 27 16 953 is a solution with side by side the portable ion exchange columns in the form of a carton shown. The individual cartridges are slightly out exchangeable. With their lower opening, they are on one Cone and placed on a bead ring for sealing. These The arrangement results in stability problems. The entire ge weight is stored on the bead ring and wears out quickly, causing sealing problems. In addition, for the Transport requires a transport facility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur effektiven Eliminierung und Wiedergewinnung von wertvollen Stoffen aus Wasser, Abwasser und Prozeßlösungen zu schaffen, die leicht auswechselbare, sowohl beim Betrieb als auch beim Transport gut abgedichtete Ionenaustauschersäulen besitzt.The invention has for its object a device for effective elimination and recovery of valuable To create substances from water, waste water and process solutions, the easily replaceable, both in operation and in Transport well-sealed ion exchange columns.

Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß bei einer Einrichtung, bestehend aus nebeneinander stehenden, austauschbaren und transportablen Ionenaustauschersäulen, deren Anschlüsse für die Zu- und Ableitungen im Kopf der Ionenaustauschersäulen angeordnet sind, einem Zulaufbehälter, einer Pumpe und gegebe nenfalls einem Vorfilter, die Ionenaustauschersäulen auf einem Drehteller über dem Zulaufbehälter mit etwa gleichem radialen Abstand zur Drehtellerachse angeordnet sind.This goal is achieved by the fact that consisting of side by side, interchangeable and transportable ion exchange columns, their connections for the supply and discharge lines in the head of the ion exchange columns are arranged, an inlet tank, a pump and given if necessary a prefilter, the ion exchange columns on a Turntable over the inlet tank with approximately the same radial Distance to the turntable axis are arranged.

Beim Wechsel einer Ionenaustauschersäule sind nur wenige Ver bindungen zu lösen. Durch Drehen des Drehtellers rücken alle Ionenaustauschersäulen um einen Platz nach. Durch die Verwen dung von Ionenaustauschersäulen, mit im Kopf angeordneten Anschlüssen für die Zu- und Ableitungen, sind die Ionenaustau schersäulen nach der Trennung und Verschluß der oberen Stutzen mit Verschlußkappen sofort transportfähig. Derartige Ionenaus tauschersäulen können sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben beaufschlagt werden. Hierzu sind nur die Anschlüsse zu tauschen.When changing an ion exchange column, there are only a few Ver loosen ties. Everyone turns by turning the turntable Ion exchange columns one place behind. By use Formation of ion exchange columns, arranged in the head Connections for the supply and discharge lines are the ion exchange shear columns after the separation and closure of the upper connecting piece immediately transportable with caps. Such ions exchanger columns can be from top to bottom as well as from be charged upwards. For this only the Swap connections.

Vor dem Transport kann über eine Entleerung mit einer Ver schlußschraube im Säulenboden und einem entsprechenden Durch bruch im Drehteller das Wasser direkt in den Zulaufbehälter abgelassen werden. Before transport, an emptying with a Ver closing screw in the bottom of the column and a corresponding through break the water directly into the inlet tank in the turntable be drained.

Pumpe und Vorfilter können zentrisch zwischen den Säulen ange ordnet werden. Dadurch entsteht ein sehr kompakter, platzspa render Aufbau.The pump and pre-filter can be centered between the columns be classified. This creates a very compact, space-saving render construction.

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt werden. In den Zeichnungen zeigtThe invention is intended to be closer in one embodiment being represented. In the drawings shows

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Lösung, Fig. 1 is a view of the solution according to the invention,

Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 2 shows the top view of Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ionenaustauschersäule, Fig. 3 shows a cross section through an ion exchange column,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Drehteller im Bereich einer Ionenaustauschersäule, Fig. 4 shows a cross section through the rotary disc in the region of an ion exchange column,

Fig. 5 die Draufsicht auf den Drehteller im Bereich einer Ionenaustauschersäule. Fig. 5 is a top view on the turntable in the region of an ion exchange column.

Auf einem Zulaufbehälter 2 ist ein Drehteller 10 mit Führungen 11 angeordnet. Auf diesem stehen ringförmig, d. h. mit etwa gleichem radialen Abstand zur Drehtellerachse vier Ionenaus tauschersäulen 8.1 bis 8.4. Zwischen den Ionenaustauschersäu len sind eine Pumpe 3 und ein Vorfilter 6 angeordnet. Die Abwässer bzw. Prozeßwässer fließen über einen Zulauf 1 zum Zulaufbehälter 2 und, gereinigt, über den Rücklauf 4 in die Prozeßtechnologie zurück. Die Ionenaustauschersäulen 8 sind mit flexiblen Leitungen 5 verbunden. Der Anschluß der Leitun gen erfolgt mittels Schnellkupplungen 7. Jede Ionenaustau schersäule 8 steht auf dem Drehteller 10 in einer Ringnut 12 und wird zusätzlich mit einer Säulenhalterung 13 gesichert. Innerhalb der Ringnut 12 weist der Drehteller 10 einen Durch bruch 14 auf. Die Fläche innerhalb der Ringnut 12 ist mit einer Dichtung 15 belegt, wobei der Durchbruch 14 freigelassen ist. Jede Ionenaustauschersäule 8 ist mit einem durchgehenden Zentralrohr 19 ausgerüstet. Die technologisch begründete Fül lung 18 befindet sich zwischen einer oberen und unteren ge schlitzte Folie 20. Die untere geschlitzte Folie ist entspre chend abgestützt. Zwischen ihr und dem Säulenboden 16 ist zur Sicherung guter hydromechanischer Bedingungen ein Zwischenraum vorgesehen. Im Säulenboden 16 befindet sich eine Entleerung mit Verschlußschraube 17.A turntable 10 with guides 11 is arranged on an inlet container 2 . On this there are four ion exchange columns 8.1 to 8.4 in the form of a ring, ie at approximately the same radial distance from the rotary table axis. A pump 3 and a pre-filter 6 are arranged between the ion exchange columns. The waste water or process water flows via an inlet 1 to the inlet tank 2 and, cleaned, via the return line 4 back into the process technology. The ion exchange columns 8 are connected to flexible lines 5 . The lines are connected by means of quick couplings 7 . Each ion exchange shear column 8 stands on the turntable 10 in an annular groove 12 and is additionally secured with a column holder 13 . Within the annular groove 12 , the turntable 10 has an opening 14 . The area within the annular groove 12 is covered with a seal 15 , the opening 14 being left free. Each ion exchange column 8 is equipped with a continuous central tube 19 . The technologically justified filling 18 is located between an upper and lower slotted film 20th The lower slotted film is supported accordingly. A space is provided between it and the column floor 16 to ensure good hydromechanical conditions. There is an emptying with screw plug 17 in the column bottom 16 .

Die Prozeßwasser bzw. die Prozeßlösung fließen durch den Zu lauf 1 in den Zulaufbehälter 2. Von diesem werden sie mit der Pumpe 3 durch den Vorfilter 6 in die erste Ionenaustauscher säule 8.1 gefördert. Dort strömt es durch das Zentralrohr 19 in den unteren Zwischenraum. Von ihm steigt es durch die Füllung 18 nach oben und wird dabei das erste Mal gereinigt. Das Wasser durchströmt in analoger Weise anschließend die restlichen drei Ionenaustauschersäulen 8.2 bis 8.4. Das gereini gte Wasser strömt durch die Rückleitung 4 in den Prozeß zurück. Durch ein Schauglas 9 kann der Zustand der Füllung 18 beobachtet werden. Ist sie verbraucht so wird die Ionenaustau schersäule gewechselt. Im Regelfall ist das zunächst nur die erste Säule 8.1.The process water or the process solution flow through the inlet 1 into the inlet tank 2 . From this they are pumped through the pre-filter 6 into the first ion exchanger column 8.1 with the pump 3 . There it flows through the central tube 19 into the lower space. From it it rises through the filling 18 and is cleaned for the first time. The water then flows through the remaining three ion exchange columns 8.2 to 8.4 in an analogous manner. The purified water flows back through the return line 4 into the process. The state of the filling 18 can be observed through a sight glass 9 . If it is used up, the ion exchange column is replaced. As a rule, this is initially only the first pillar 8.1 .

Für den Wechsel werden die erforderlichen Schnellkupplungen gelöst. Die Ionenaustauschersäule 8.1 wird solange gedreht, bis die Entleerung 17 über dem Durchbruch 14 liegt. Das noch in der Ionenaustauschersäule 8.1 befindliche Wasser wird di rekt in den Zulaufbehälter 2 abgelassen. Danach wird die Säule abgehoben und eine regenerierte Ionenaustauschersäule aufge setzt. Jetzt wird der Drehteller 10 um 90° gedreht. Der bisherige Ionenaustauschersäule 8.2 rückt auf den vorherigen Platz des gewechselten Ionenaustauschersäules 8.1 vor und wird mit dem Vorfilter verbunden. Die gewechselte Ionenaustauscher säule wird zur Ionenaustauschersäule 8.4. An sie wird der Rücklauf 4 angeschlossen.The required quick couplings are released for the change. The ion exchange column 8.1 is rotated until the emptying 17 lies above the opening 14 . The water still in the ion exchange column 8.1 is drained di rectly into the feed tank 2 . The column is then lifted off and a regenerated ion exchange column is placed on it. Now the turntable 10 is rotated by 90 °. The previous ion exchange column 8.2 advances to the previous position of the changed ion exchange column 8.1 and is connected to the prefilter. The exchanged ion exchange column becomes the ion exchange column 8.4 . The return 4 is connected to them.

Bei einem Wechsel der Durchströmrichtung der Ionenaustauscher säule 8 genügt es, die Anschlüsse zu vertauschen. Die Bela dungsanzeige 9 ist bei derartigen Ionenaustauschersäulen im unteren Teil angeordnet. Der Durchbruch 14 und die Entleerung 17 sind zur Gewährleistung einer guten Säulenabdichtung in der Einbaulage um 90° gegeneinander versetzt angeordnet. When changing the flow direction of the ion exchanger column 8 , it is sufficient to interchange the connections. The loading indicator 9 is arranged in such ion exchange columns in the lower part. The opening 14 and the emptying 17 are arranged offset from one another by 90 ° to ensure a good column seal in the installed position.

BezugszeichenReference numerals

1 . . . Zulauf vom Prozeß
2 . . . Zulaufbehälter
3 . . . Pumpe
4 . . . Rücklauf
5 . . . Verbindungsleitung
6 . . . Vorfilter
7 . . . Schnellkupplung
8 . . . Ionenaustauschersäule
9 . . . Beladungsanzeige
10 . . . Drehteller
11 . . . Drehtellerführung
12 . . . Ringnut
13 . . . Säulenhalterung
14 . . . Durchbruch
15 . . . Flächendichtung
16 . . . Säulenboden
17 . . . Entleerung mit Verschlußschraube
18 . . . Füllung
19 . . . Zentralrohr
20 . . . geschlitzte Folie 1st . . Inflow from the process
2nd . . Inlet tank
3rd . . pump
4th . . Rewind
5 . . . Connecting line
6 . . . Prefilter
7 . . . Quick coupling
8 . . . Ion exchange column
9 . . . Load indicator
10th . . Turntable
11 . . . Turntable guide
12 . . . Ring groove
13 . . . Column holder
14 . . . breakthrough
15 . . . Surface seal
16 . . . Column floor
17th . . Emptying with a screw plug
18th . . filling
19th . . Central tube
20th . . slotted foil

Claims

1. Device for the treatment of water with genuinely dissolved substances, consisting of adjacent, exchangeable and transportable ion exchange columns, the connections for the supply and discharge lines of which are arranged in the head of the ion exchange columns , an inlet tank, a pump and, if necessary, a prefilter is characterized in that the ion exchange columns ( 8.1 to 8.4 ) are arranged on a turntable ( 10 ) above the feed tank ( 2 ) with approximately the same radial distance from the turntable axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the column bottom ( 16 ) has a drain opening with a screw plug ( 17 ) and in the turntable ( 10 ) in the installation area of each ion exchange column ( 8 ) an opening ( 14 ), pas send are provided for the drain opening.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the opening ( 14 ) and the emptying opening ( 17 ) in the installed position of the ion exchange column ( 8 ) are arranged offset by approximately 90 ° to each other.

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a seal ( 15 ) is provided between the turntable ( 10 ) and column base ( 16 ) and in the seal ( 15 ) the opening ( 14 ) is also released.

5. Device according to claim 1, characterized in that the ion exchange column ( 8 ) in the rotary plate in a ring groove ( 12 ) is guided.

6. Device according to claim 1, characterized in that the ion exchange column (8) is guided in a column holder (13).

7. Device according to claim 1, characterized in that the pump ( 3 ) and the pre-filter ( 6 ) are arranged centrally between the ion exchange columns ( 8.1 to 8.4 ).