DE4031526C2

DE4031526C2 - Process for ion exchange in aqueous solutions using ion exchange resins, and plant for carrying out the process

Info

Publication number: DE4031526C2
Application number: DE4031526A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Proske
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2010-10-06
Also published as: WO1992005871A1; DE4031526A1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Ionenaus tausch von wäßrigen Lösungen mittels Ionenaustauscherharzen (im folgenden kurz "Harze" genannt) in einen Flüssigkeits durchtritt ermöglichenden Gefäßen, die in Behandlungskammern für die wäßrigen Lösungen eingebracht werden, wobei alter nierend zur Beladung der Harze ein Regenerieren, Spülen und gegebenenfalls Konditionieren der Harze in entsprechenden Kammern erfolgt (Oberbegriff des Anspruches 1).The invention first relates to a method for ionizing exchange of aqueous solutions using ion exchange resins (hereinafter referred to as "resins") in a liquid passes through enabling vessels in treatment chambers be introduced for the aqueous solutions, with older Regenerating, rinsing and loading the resins optionally conditioning the resins in appropriate Chambers takes place (preamble of claim 1).

Zur Änderung der Zusammensetzung von Wasser, wie z. B. zur Enthärtung, zur Entsalzung oder zur Entfernung von Ver schmutzungen, z. B. bei Spülwassern in Galvanisieranlagen, haben Ionenaustauscheranlagen, die mit Harzen arbeiten, inzwischen breite Anwendung gefunden. Die Harze haben dabei allgemein die Aufgabe, Stoffe aus einer zu behandelnden Lösung dadurch zu entfernen, daß die Stoffe mittels des Ionenaustausches an die Harze gebunden werden. Dies wird als "Beladen" der Harze bezeichnet. Da der chemische Vorgang des Ionenaustausches allgemein bekannt ist, wird dies hier im einzelnen nicht noch einmal erläutert. To change the composition of water, such as. B. for Softening, desalination or removal of ver dirt, e.g. B. with rinse water in electroplating systems, have ion exchange systems that work with resins, has since been widely used. The resins are there generally the task of treating substances from a Remove the solution by using the Ion exchange can be bound to the resins. This is called "Loading" of the resins. Because the chemical process of Ion exchange is generally known, this is here in the individual not explained again.

Da das Harz beim "Beladen" nur eine begrenzte Aufnahmekapa zität hat, muß der Beladevorgang abgebrochen werden, wenn diese Kapazität erschöpft ist. In der Praxis wird die Bela dung schon abgebrochen, bevor die Aufnahmekapazität völlig erschöpft ist, da sonst die Gefahr besteht, daß unvollkommen behandelte Lösung aus dem Ionenaustauscher austritt. Dadurch würde eine größere Menge der zu behandelnden Lösung un brauchbar werden, oder es würde ein Prozeß gestört werden, in dem die Lösung verwendet wird. Durch hintereinander geschaltete Harzeinheiten wird der Effekt der nicht optima len Beladung minimiert.Since the resin only has a limited absorption capacity when "loading" the loading process must be stopped if this capacity is exhausted. In practice, the Bela already canceled before the absorption capacity completely is exhausted, otherwise there is a risk of being imperfect treated solution emerges from the ion exchanger. Thereby a larger amount of the solution to be treated would become un become usable or a process would be disrupted in which the solution is used. Through in a row switched resin units, the effect of not optima len load minimized.

Um das Harz erneut aufnahmefähig zu machen, muß es regener iert werden. Dazu wird ein Medium verwendet, das seinerseits in der Lage ist, die an dem Harz gebundenen Stoffe aufzuneh men und damit von diesem zu entfernen. Während des Regener iervorgangs steht der Ionenaustauscher aber nicht für seine eigentliche Aufgabe, der Behandlung der wäßrigen Lösung, zur Verfügung. Wenn die Forderung nach einem kontinuier lichen Betrieb besteht, muß ein zweiter Ionenaustauscher vorhanden sein, über den die Behandlung erfolgen kann, solange der erste regeneriert wird.To make the resin receptive again, it must be regenerated be. A medium is used for this, which in turn is able to absorb the substances bound to the resin men and thus remove from it. During the rain The ion exchanger does not stand for its actual task, the treatment of the aqueous solution, to disposal. If the demand for a continuous Liche operation, a second ion exchanger be available through which the treatment can take place as long as the first is regenerated.

Bei den bisher bekannten Ausführungen der Ionenaustauscher bestehen diese aus geschlossenen druckfesten Gefäßen, in die das Harz eingefüllt ist. Die zu behandelnde wäßrige Lösung wird mittels Pumpen durch den Ionenaustauscher gefördert. Diese Förderung mittels Pumpen erfolgt ebenfalls mit der Regenerierlösung. Ein solches Verfahren ist aus der Druck schrift "Taschenbuch der Abwasserbehandlung für die metall verarbeitende Industrie" Band 2: Technik, Carl Hanser-Verlag München Wien 1977, Seiten 71 bis 74 und 84 zu entnehmen. Ferner wird in dem Zusammenhang auf die Literaturstelle: "Praktische Galvanotechnik" 4. Auflage, Eugen G. Leuze Verlag Saulgau/Württ., Seiten 434 bis 436 verwiesen. Hieraus kennt man auch, daß bei Behandlungsanlagen für Abwasser von Galvanisieranlagen üblicherweise zwei Arten von Ionenaustau schern hintereinander geschaltet sind, nämlich ein Kationen- und ein Anionenaustauscher. Eine solche Anlage nach dem Stand der Technik ist zum besseren Verständnis des Standes der Technik einerseits und der weiter unten erläuterten und in den Fig. 2 folgende im Ausführungsbeispiel dargestellten Erfindung andererseits in Fig. 1 schematisch dargestellt.In the designs of the ion exchangers known to date, they consist of closed, pressure-resistant vessels into which the resin is filled. The aqueous solution to be treated is pumped through the ion exchanger. This pumping is also carried out with the regeneration solution. Such a process can be found in the printed publication "Taschenbuch der Abwasserverarbeitung für die Metallverarbeitende Industrie" Volume 2: Technik, Carl Hanser-Verlag München Vienna 1977, pages 71 to 74 and 84. In addition, reference is made in this connection to the literature reference: "Practical electroplating technology" 4th edition, Eugen G. Leuze Verlag Saulgau / Württ., Pages 434 to 436. It is also known from this that in treatment plants for waste water from electroplating plants two types of ion exchangers are usually connected in series, namely a cation and an anion exchanger. Such a system according to the prior art is shown schematically in FIG. 1 for better understanding of the prior art on the one hand and the invention explained below and which is shown in the exemplary embodiment in FIG. 2 on the other hand.

Über die Leitungen 2, 2′ und 2′′ werden die Abwässer der Galvanisieranlage einem Abwasser-Sammelbecken 1 zugeleitet und dort gesammelt. Die Pumpen 3 und 3′ fördern dieses Abwasser (wäßrige Lösung) über die Druckleitung 4 durch den Vorfilter 5, der der mechanischen Reinigung dient, zu einem ersten Kationenaustauscher 6 und danach zu einem zweiten Kationenaustauscher 6′. In dem stark sauren Harz der Katio nenaustauscher 6 und 6′ werden alle im Abwasser befindlichen Kationen, wie Eisen, Natrium, Nickel, Zink etc. gebunden. Anschließend wird das Abwasser zu den schwach basischen Anionenaustauschern 7 und 7′ gefördert. Deren Harz hält die Anionen der starken Mineralsäuren, wie Chloride, Nitrate, Phosphate, Sulfate etc. zurück.Via the lines 2 , 2 'and 2 '', the wastewater from the electroplating system is fed to a wastewater collection basin 1 and collected there. The pumps 3 and 3 'convey this waste water (aqueous solution) via the pressure line 4 through the pre-filter 5 , which is used for mechanical cleaning, to a first cation exchanger 6 and then to a second cation exchanger 6 '. In the strongly acidic resin of the cation exchangers 6 and 6 'all cations in the wastewater, such as iron, sodium, nickel, zinc etc. are bound. The wastewater is then conveyed to the weakly basic anion exchangers 7 and 7 '. Their resin retains the anions of the strong mineral acids, such as chlorides, nitrates, phosphates, sulfates, etc.

Nach dem Verlassen der Anionenaustauscher 7 und 7′ ist das Abwasser, sofern es keine organischen Stoffe enthält, ge reinigt und wird über die Betriebswasserleitung 8 wieder zur Galvanisieranlage bzw. zu einem zwischengeschalteten Spei cher zurückgeführt. Am Ausgang der Anionenaustauscher 7 und 7′ sind Leitfähigkeits-Meßgeräte 9 angeordnet, die signali sieren, wenn der jeweils erste Anionen- und damit auch der zugehörige Kationenaustauscher beladen ist. Dann werden diese aus dem Kreislauf genommen, regeneriert und anschlie ßend als jeweils zweite Einheit wieder in den Kreislauf eingeschaltet. After leaving the anion exchanger 7 and 7 ', the wastewater, provided it does not contain any organic substances, is cleaned and is returned via the process water line 8 back to the electroplating system or to an intermediate memory. At the exit of the anion exchanger 7 and 7 'conductivity measuring devices 9 are arranged which signali sier when the first anion and thus the associated cation exchanger is loaded. Then they are taken out of the circuit, regenerated and then switched back into the circuit as a second unit.

Zum Regenerieren des Harzes der Kationenaustauscher 6 oder 6′ wird Regenerierlösung, in diesem Fall verdünnte Salzsäure (HCl), mit der Pumpe 10 der Regenerierstation 11 entnommen und in einer Richtung durch den Kationenaustauscher 6 oder 6′ gedrückt, die zur Strömungsrichtung des behandelten Abwassers entgegengesetzt verläuft.To regenerate the resin of the cation exchanger 6 or 6 ', regeneration solution, in this case dilute hydrochloric acid (HCl), is taken from the regeneration station 11 with the pump 10 and pressed in one direction by the cation exchanger 6 or 6 ', which is opposite to the direction of flow of the treated waste water runs.

Sinngemäß wird mit den Anionenaustauschern 7 oder 7′ verfah ren. Es wird in dieser Ausführung aus einer Regenerier station 11′ über die Pumpe 10′ verdünnte Natronlauge (NaOH) entnommen und den Anionenaustauschern 7 oder 7′ zugeführt.Analogously, the anion exchangers 7 or 7 'are used. In this embodiment, dilute sodium hydroxide solution (NaOH) is removed from a regeneration station 11 ' via the pump 10 'and fed to the anion exchangers 7 or 7 '.

In den Lagerbehältern 12 und 12′ wird konzentrierte Säure bzw. Lauge bevorratet, aus der in den Regenerierstationen 11 und 11′ die gebrauchsfertige, in der Regel etwa 5%ige Rege nerierlösung hergestellt wird.In the storage containers 12 and 12 ', concentrated acid or alkali is stored, from which the ready-to-use, usually about 5% regenerating solution is prepared in the regeneration stations 11 and 11 '.

Fig. 1 zeigt nur eine der beim Stand der Technik möglichen Anordnungen des Verlaufes der wäßrigen Lösung in Form eines Abwassers durch die Kationenaustauscher 6 und 6′, sowie die Anionenaustauscher 7 und 7′. Die Darstellung der Fig. 1 ist in dem Zusammenhang vereinfacht und schematisch. Dabei wurde die Vielzahl von Ventilen weggelassen, die in der Regel mit elektrischen oder pneumatischen Stellantrieben versehen sind und zur Realisierung der unterschiedlichen Schaltungen erforderlich sind. Fig. 1 shows only one of the possible arrangements in the prior art of the course of the aqueous solution in the form of waste water through the cation exchanger 6 and 6 ', and the anion exchanger 7 and 7 '. The representation of FIG. 1 is simplified and schematic in this context. The large number of valves, which are usually equipped with electrical or pneumatic actuators and are required to implement the various circuits, have been omitted.

Im Verlauf der Regeneriervorgänge ist es notwendig, die Reste der Flüssigkeit (Abwasser oder Regenerierlösung), die sich in den Ionenaustauschern befindet, zu entfernen, bevor die jeweils andere Flüssigkeit eingeleitet wird. Dazu dient Druckluft, die über die Leitung 13 zugeführt wird. Damit können nicht nur Abwasserreste, sondern auch die verbrauchte Regenerierlösung aus den Ionenaustauschern ausgetrieben und über die Leitung 14 zu einer Entgiftungs- und Neutrali sationsanlage geführt werden. Wegen der hierbei notwendigen vielen Rohrleitungen und Ventile gelingt es nicht, die jeweils vorhergehende Flüssigkeit vollständig aus den Syste men zu entfernen. Es sind deshalb umfangreiche Spülvorgänge erforderlich, die große Wassermengen benötigen. Hierzu kann in der Anlage aufbereitetes Wasser verwendet werden, das über die Leitung 15 aus einem Reservoir zugeführt wird.In the course of the regeneration processes, it is necessary to remove the residues of the liquid (waste water or regeneration solution) that is in the ion exchangers before the other liquid is introduced. This is done by compressed air, which is fed via line 13 . This means that not only wastewater residues, but also the used regeneration solution can be driven out of the ion exchangers and led to a detoxification and neutralization system via line 14 . Because of the many pipelines and valves required here, it is not possible to completely remove the previous liquid from the systems. Extensive flushing processes are therefore required, which require large amounts of water. For this purpose, treated water can be used in the system, which is supplied via line 15 from a reservoir.

Ein weiterer Nachteil bei Anlagen der beschriebenen Art ist, daß die zu behandelnde Flüssigkeit mit Hilfe von Pumpen und zwar mit relativ hohem Druck durch das Harz gedrückt wird. Üblicherweise strömt dabei die Flüssigkeit von oben nach unten (Regenerierlösung im Gegenstrom) durch das Harz. Dabei wird das Harz immer mehr zusammengepreßt. Es wird verdich tet, neigt zum Zusammenbacken und wird dadurch in seiner Wirksamkeit beeinträchtigt. Dem kann zwar durch das gele gentliche Einblasen von Luft von unten her entgegengewirkt werden, doch gelingt dies nur unvollkommen und dieser Vor gang kompliziert den Betrieb der Anlage.Another disadvantage of systems of the type described is that the liquid to be treated with the help of pumps and is pressed through the resin at a relatively high pressure. The liquid usually flows from the top below (regeneration solution in counterflow) through the resin. Here the resin is compressed more and more. It gets condensed tet, tends to cake and is thereby in its Effectiveness impaired. This can be done through the gel counteracted the blowing in of air from below become, but this succeeds only imperfectly and this before complicated the operation of the plant.

Anlagen in der gemäß Fig. 1 beschriebenen Art arbeiten zwar zufriedenstellend, doch ist der Aufwand für ihre Erstellung und für ihren Betrieb hoch. Dies ist insbesondere wegen der unvollkommenen, schwierigen Trennung der verschiedenen Flüs sigkeiten und der komplizierten Bedienung der Fall.Plants in the type described in FIG. 1 work satisfactorily, but the effort for their creation and for their operation is high. This is particularly the case because of the imperfect, difficult separation of the various liquids and the complicated operation.

Aus der Literaturstelle Mining Engineering (April 1957) Seiten 443 bis 449 sind Anordnungen zur Durchführung eines Verfahrens bekannt, bei der sich das Harz in nicht näher erläuterten Behältern (sogenannten "banks") befindet. Diese banks sind zunächst in einer Belade-Position, in der mit Uranoxyd behaftete Flüssigkeit durch diese Behälter hindurch geleitet werden kann. Ferner wird eine Regenerierungs-Posi tion gezeigt, die ebenfalls derartige Behälter (banks) aufweist und der Regenerierung (elution) dient. Nähere Einzelheiten der Verfahrensweise, bzw. des Ablaufes der Kombination aus Beladevorgang und Regeneriervorgang sind dieser Literaturstelle nicht zu entnehmen. Auf jeden Fall wird auch hierbei der vorstehend dargelegte Nachteil beste hen, daß beim Übergang von der Beladephase zur Regenerier phase und umgekehrt die jeweilige Flüssigkeit nicht nur aus dem Harz, sondern auch aus dem Aufnahmegefäß, den Rohrlei tungen und Armaturen entfernt werden muß. Anschließend sind jeweils umfangreiche Spülvorgänge erforderlich. Es wird zwar erwähnt, daß Körbe mit Harz sich in Behältern befinden, welche die betreffende Behandlungsflüssigkeit aufweisen. Durch langsames Anheben und Absenken der Körbe soll der Eintritt der Flüssigkeit in das Korbinnere und damit an das Harz gefördert werden. Der jeweilige Korb bleibt dabei aber immer in dem gleichen Behälter. Bei dem Verfahren nach dieser Literaturstelle muß also für den Übergang von der Belade-Phase in die Regenerier-Phase und umgekehrt das betreffende Behältnis an einen anderen Kreislauf mit der dann zu verwendenden Behandlungsflüssigkeit angeschaltet oder angeschlossen werden. Hieraus und weil dort das Harz immer in dem gleichem Behältnis verbleibt, sind Aufgabe und Lösung der vorliegenden Erfindung von den Ausführungsmög lichkeiten dieser Entgegenhaltung nicht vorweggenommen. Dies gilt auch für die Einzelheiten der Erfindung, die nachste hend, sowie in den Unteransprüchen näher erläutert sind.From the Mining Engineering reference (April 1957) Pages 443 to 449 are arrangements for performing a Process known in which the resin is not in closer explained containers (so-called "banks"). This banks are initially in a loading position in the with Liquid containing uranium oxide through these containers can be directed. Furthermore, a regeneration position tion shown that also such containers (banks) has and serves the regeneration (elution). Closer Details of the procedure, or the process of Combination of loading process and regeneration process not to be found in this reference. Definitely the disadvantage outlined above also becomes the best here hen that in the transition from the loading phase to regeneration phase and vice versa not only the respective liquid the resin, but also from the receptacle, the Rohrlei lines and fittings must be removed. Then are extensive rinsing processes required. It will mentions that baskets of resin are in containers, which have the treatment liquid in question. By slowly raising and lowering the baskets Entry of the liquid into the interior of the basket and thus to the Harz are promoted. The respective basket remains always in the same container. In the procedure after this reference must therefore be used for the transition from the Loading phase in the regeneration phase and vice versa concerned container to another circuit with the then to be used treatment liquid turned on or be connected. From this and because there the Harz always remain in the same container, are task and Solution of the present invention from the embodiment possibilities of this document are not anticipated. This also applies to the details of the invention, the next hend, and are explained in more detail in the dependent claims.

Aus WO 90/03947 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Abtrennen von Ammoniak und Phosphorverbindungen aus einem Abwasser mittels Ionenaustausch bekannt. Auch hier befindet sich die zu behandelnde Masse stets im gleichen Behälter, wodurch beim Übergang von der Beladungsphase zur Regenerier phase sich die gleichen Nachteile des Anhaftens der Behand lungs- oder Regenerierflüssigkeit an der Masse und am Be hältnis mit den daraus erforderlichen Manipulationen erge ben, wie vorstehend erläutert.WO 90/03947 describes a method and an arrangement for Separation of ammonia and phosphorus compounds from one Waste water known by ion exchange. Also located here the mass to be treated is always in the same container, whereby during the transition from the loading phase to regeneration phase the same disadvantages of sticking to the treatment Treatment or regeneration liquid on the mass and on the loading with the resulting manipulations ben, as explained above.

Aus DE-AS 19 24 125 und DE-OS 19 62 270 sind Ionenaustausch verfahren bekannt, bei denen jeweils das Harz für sich aus dem Beladungsprozeß abgezogen und dann einem Regenerier- und Waschprozeß zugeführt wird. Dies ist vom System her grund sätzlich anders als der Gegenstand der vorliegenden Erfin dung. Außerdem erfordert das Verfahren nach den beiden zuletzt genannten Literaturstellen einen erheblichen appara tiven Aufwand. Darüber hinaus befreit dieser Aufwand nicht von der Erfordernis, daß das jeweils abgezogene Harz, die Rohrleitungen usw. von der zuvor mit ihm in Berührung kom menden Behandlungs- oder Regenerierflüssigkeit gesäubert, d. h. gespült werden muß.DE-AS 19 24 125 and DE-OS 19 62 270 are ion exchange known procedures, each of which the resin on its own deducted the loading process and then a regeneration and Washing process is fed. This is due to the system additionally different from the subject matter of the present invention dung. In addition, the process requires both the last mentioned references a considerable appara tive effort. In addition, this effort does not exempt you from the requirement that the resin removed in each case, the Pipelines, etc. from which he had previously come into contact cleaning treatment or regeneration liquid, d. H. must be rinsed.

Demgegenüber besteht die Aufgabe bzw. die Problemstellung der Erfindung zunächst darin, ein Verfahren gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 so auszugestalten, daß die Entfer nung der jeweiligen Lösung problemloser und außerdem kosten günstiger vorgenommen werden kann.In contrast, there is the task or the problem the invention first in a method according to the Ober Concept of claim 1 so that the distance of the respective solution more easily and also cost can be made cheaper.

Die Lösung der vorgenannten Aufgaben- bzw. Problemstellung wird zunächst, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, darin gesehen, daß die Gefäße mit dem Harz, die oberseitig und unterseitig siebartige für die jeweilige Lösung, nicht aber für das Harz durchlässige Bereiche aufweisen, in eine Behandlungskammer eingebracht und mit dem Ablauf der Kammer flüssigkeitsdicht verbunden werden, daß anschließend die wäßrige Lösung aus den Kammern durch die Gefäße mit dem Harz hindurchge leitet werden, daß nach dem Beladen des Harzes mit den betreffenden Ionen der wäßrigen Lösung das Gefäß aus der Behandlungskammer herausgenommen und solange über dieser Behandlungskammer gehalten wird, bis die am Gefäß und im Harz befindliche wäßrige Lösung nach unten in diese Behand lungskammer abgelaufen ist, daß anschließend das Gefäß zu einer Kammer oder mehreren Kammern einer Station für Rege nerieren, Konditionieren oder Spülen transportiert und in die jeweilige Kammer abgesenkt und mit dem Ablauf dieser Kammer flüssigkeitsdicht verbunden wird, daß anschließend eine dem Regenerieren, Konditionieren oder Spülen dienende Lösung wie vorstehend durch das Harz hindurchgeleitet wird, daß nach Beendigung des Regenerier-, Konditionier- oder Spülvorganges das Gefäß aus der jeweiligen Kammer herausge nommen und so lange über dieser Kammer gehalten wird, bis die im Gefäß und im Harz befindliche Lösung in diese Kammer abgelaufen ist und daß anschließend das Gefäß einer weiteren Kammer zum weiteren Behandeln zugeführt wird (Kennzeichen des Anspruches 1). Damit sind die beiden Verfahrensgänge des Beladens mittels Ionenaustausches an wäßrige Lösungen einerseits und der Regenerierung sowie zugehöriger weiterer Maßnahmen, wie Konditionierung und Spülung, andererseits nicht an ein und denselben Platz einer zugehörigen Anlage gebunden, sondern finden an verschiedenen Stellen der Anlage statt. Dies ermöglicht eine wesentlich bessere Trennung, bzw. Abscheidung des jeweiligen Flüssigkeitsrestes von der Harzcharge. Das Verschleppen der wäßrigen Lösung in den Regenerierbereich und umgekehrt einer Regenerierlösung in den Beladebereich ist vermieden. Wesentlich ist im vor stehenden Zusammenhang auch, daß nach der Beladung bzw. Regenerierung oder dergleichen die dazu verwendete Flüssig keit einwandfrei aus dem Harz und dem das Harz aufnehmenden Gefäß abtropfen kann und zwar in die jeweilige Kammer, die mit den Zuleitungen und Ableitungen der betreffenden Flüs sigkeit versehen ist. Dieses Auslaufen oder Abtropfen der jeweiligen Flüssigkeit erfolgt in der Praxis so vollständig, daß anschließend kein Spülvorgang mit Wasser mehr notwendig ist, vielmehr das Gefäß mit dem Harz in die nächste Kammer (Behandlungskammer oder Regenerierkammer) gebracht und dort von der zugehörigen Flüssigkeit durchströmt werden kann. Ferner liegt ein wesentlicher Vorteil darin, daß keine der Kammern auf andere Flüssigkeitskreisläufe umgeschaltet werden muß, z. B. vom Belade- auf den Regenerierkreislauf, mit den daraus resultieenden Nachteilen, weil mit der Erfindung ein und dieselbe Kammer stets nur mit ein und derselben wäßrigen Lösung oder Regenerierflüssigkeit be schickt wird. Das sehr nachteilige Verschleppen einer Lösung in einen Bereich einer Anlage, der mit einer anderen Lösung arbeitet, ist mit der Erfindung ausgeschlossen. Außerdem sind die Kosten zur Verfahrensdurchführung wesentlich gerin ger als beim Stand der Technik. Insbesondere werden auch die Herstellungskosten der zugehörigen Anlage gesenkt. Hierzu wird auf die späteren Ausführungen verwiesen. Die jeweilige flüssigkeitsdichte Verbindung der Gefäße mit dem Ablauf der Kammer verhindert, daß ganz oder zumindest teil weise entladene Lösung anstatt in den Abfluß wieder in die Kammer geführt und damit mit der wäßrigen Lösung vermengt wird, die aus der Kammer zur entsprechenden Behandlung oder Regenerierung in das Gefäß einzubringen ist. Die siebartigen Bereiche verhindern sowohl ein Durchfallen des Harzes nach unten als auch einen Auftrieb oder Aufschwimmen des Harzes nach oben und somit in jedem Fall ein ungewolltes Heraustre ten der Harzteilchen aus dem Gefäß. Die Einführung der wäßrigen Lösung aus der jeweiligen Kammer in das Gefäß schafft einen geodätischen Höhenunterschied der Flüssigkeit, d. h. der wäßrigen Lösung mit dem Resultat eines gleichmäßi gen, durch den hydraulischen Höhenunterschied bestimmten Durchflusses der Lösung durch das Harz.The solution to the aforementioned task or problem starting from the preamble of claim 1, seen in that the vessels with the resin, the top and underneath sieve-like for the respective solution, not but have areas permeable to the resin, in a Treatment chamber introduced and with the drain of the chamber be connected liquid-tight that the aqueous solution from the chambers through the vessels with the resin conducts that after loading the resin with the relevant ions of the aqueous solution from the vessel Treatment chamber removed and as long as above this Treatment chamber is held until the on the vessel and in Resin aqueous solution down into this treatment lungskammer has expired that the vessel then one chamber or several chambers of a station for rain nerieren, conditioning or rinsing transported and in the respective chamber lowered and with the expiration of this Chamber is liquid-tight connected that subsequently one for regeneration, conditioning or rinsing Solution is passed through the resin as above, that after completion of regeneration, conditioning or Flushing the vessel out of the respective chamber taken and held over this chamber until the solution in the vessel and in the resin in this chamber has expired and that subsequently the vessel of another Chamber is fed for further treatment (license plate of claim 1). The two process steps of the Loading by means of ion exchange on aqueous solutions on the one hand and the regeneration and associated others Measures such as conditioning and rinsing, on the other hand not in one and the same place of an associated system bound, but take place at various points in the system instead of. This enables a much better separation, or separation of the respective liquid residue from the Resin batch. The carryover of the aqueous solution into the Regeneration area and vice versa a regeneration solution in the loading area is avoided. It is essential in the front related relationship that after loading or Regeneration or the like the liquid used for this fect from the resin and the resin absorbing Vessel can drip into the respective chamber with the inlets and outlets of the relevant rivers is provided. This leakage or dripping of the in practice the respective liquid is so complete that that afterwards no more rinsing with water is necessary is, rather the vessel with the resin in the next chamber (Treatment chamber or regeneration chamber) brought and there can be flowed through by the associated liquid. Another major advantage is that none of the Chambers switched to other liquid circuits must be, for. B. from the loading to the regeneration circuit, with the resulting disadvantages, because with the Invention one and the same chamber always only with one and the same aqueous solution or regeneration liquid is sent. The very disadvantageous procrastination of a solution in an area of a plant with another solution works is excluded with the invention. Furthermore the costs for carrying out the procedure are significantly lower lower than in the prior art. In particular, too the manufacturing costs of the associated plant are reduced. Please refer to the later explanations. The respective liquid-tight connection of the vessels with the Drainage of the chamber prevents all or at least part wise discharged solution instead of going back into the drain Chamber led and thus mixed with the aqueous solution is that from the chamber for appropriate treatment or Regeneration must be introduced into the vessel. The sieve-like Areas both prevent the resin from falling through below as well as buoyancy or floating of the resin upwards and thus in any case an unwanted exit the resin particles from the vessel. The introduction of the aqueous solution from the respective chamber into the vessel creates a geodetic difference in height of the liquid, d. H. the aqueous solution with the result of a uniform determined by the hydraulic height difference Flow of the solution through the resin.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist Inhalt des Anspruches 2. Dies ermöglicht ein gleichmäßiges Hindurchfließen der jeweiligen Lösung durch das Harz, ohne daß durch einen übermäßigen Pumpendruck, wie er beim Stand der Technik vorgesehen war, die Gefahr eines Zusammenbackens oder unzulässig starken Verdichtens des Harzes gegeben ist. Wie es aus den späteren Ausführungen hervorgeht, ist ein solches Bewegen der Flüssigkeit allein aufgrund der Schwerkraft, d. h. des o.g. geodätischen Höhen unterschiedes mit einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage zu erreichen. Hierzu wird auf die Ansprüche 9 und folgende verwiesen. Die Flüssigkeit kommt vollständig mit dem im Gefäß befindlichen Harz in Kontakt. Der Benetzungs effekt ist dadurch wesentlich besser als bei der o.g. Lite raturstelle MINING ENGINEERING, bei der die Körbe lediglich in die Flüssigkeit eines Behältnisses eingetaucht und dabei auf und abgesenkt werden.A preferred embodiment of the method according to the Invention is the content of claim 2. This enables one uniform flow of the respective solution through the resin without excessive pump pressure such as he was provided in the prior art, the danger of Caking or inadmissibly strong compression of the Resin is given. As it is from the later comments emerges is such movement of the liquid alone due to gravity, d. H. of the above geodesic heights difference with a preferred embodiment of the To reach the facility. For this purpose, claims 9 and following referred. The liquid comes along completely in contact with the resin in the vessel. The wetting effect is much better than with the above. Lite MINING ENGINEERING, where the baskets only immersed in the liquid of a container while doing so be raised and lowered.

Falls man Wert darauf legt, den Durchsatz an Lösung durch das Harz zu beschleunigen, können die Verfahrensmaßnahmen gemäß Anspruch 4 oder 5 vorgesehen wenden. In beiden Fällen soll der Druck bzw. der Ansaugdruck nicht allzu hoch sein. In Weiterbildung dieser Verfahrensmaßnahme gibt Anspruch 6 eine bevorzugte Höchstgrenze des Druckes bzw. Ansaugdruckes an.If you value it, the throughput of solution through The process measures can accelerate the resin according to claim 4 or 5. In both cases the pressure or suction pressure should not be too high. In a further development of this procedural measure, claim 6 gives a preferred upper limit of the pressure or suction pressure on.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgaben- bzw. Problemstel lung zugrunde, eine Anlage zu schaffen, welche ebenfalls unter Überwindung der geschilderten Nachteile des Standes der Technik mit einfachen, problemlos zu handhabenden und in der Herstellung preisgünstigen Mitteln die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.The invention is the further task or problem to create a system, which also overcoming the described disadvantages of the stand of technology with simple, easy to use and in the manufacture of inexpensive means of carrying out the method according to the invention enables.

Zur Lösung dieser Aufgaben- bzw. Problemstellung sind zu nächst, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 9, die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 9 vorgesehen. Hiermit ist es baulich ermöglicht, das Gefäß einerseits in der Ionenaustauschstation und andererseits in der jeweiligen Regenerierstation (und gegebenenfalls weiteren, damit zusam menhängenden Stationen) völlig von der jeweiligen Lösung auslaufen zu lassen. Diese Lösung, d. h. entweder die wäß rige Lösung oder die Regenerierlösung, bleibt auch mit ihren Restbeständen in dem Bereich der Anlage, zu dem sie gehört und kann daher nicht in den jeweils anderen Bereich der Anlage verschleppt werden. Die Gefäße vollführen somit einen Kreislauf derart, daß sie von der jeweiligen Behandlung zu der jeweiligen Regenerierung usw. und von dort wieder zurück zur Behandlung gebracht werden. To solve this task or problem are next, starting from the preamble of claim 9, the Features of the characterizing part of claim 9 are provided. This makes it structurally possible to hold the vessel in one hand the ion exchange station and on the other hand in the respective Regeneration station (and possibly other, together with it hanging stations) completely from the respective solution to leak. This solution, i. H. either the aq solution or the regeneration solution remains with theirs Remaining stocks in the area of the plant to which it belongs and can therefore not in the other area of Plant to be carried away. The vessels perform one Circulation in such a way that it depends on the particular treatment the respective regeneration etc. and back again from there to be brought to treatment.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage nach der Erfin dung ist Gegenstand des Anspruches 10. Hiermit wird die jeweilige Lösung problemlos aus der jeweiligen Kammer der Oberseite des Gefäßes zugeführt und kann allein aufgrund der geodätischen Höhendifferenz, d. h. ohne daß Pumpen vorgesehen sein müssen, durch das im Gefäß befindliche Harz nach unten durchfließen. Ferner erlauben die Merkmale des Anspruches 10 ein sehr gleichmäßiges Überfließen der jeweiligen Lösung aus der Kammer über die Oberkante des Gefäßes in dieses hinein und schließlich ein ebenfalls problemloses Herausheben des Gefäßes aus einer Kammer und Einsetzen in eine andere Kam mer, da hierbei keine Zu- und Ableitungen, Pumpen od. dgl. störend im Wege stehen.A preferred embodiment of the plant according to the Erfin Manure is the subject of claim 10. Hereby the respective solution from the respective chamber of the Top of the vessel is fed and can be due to the geodetic height difference, d. H. without pumps must be down through the resin in the vessel flow through. Furthermore, the features of claim 10 allow a very even overflow of the respective solution the chamber over the top of the vessel into it and finally a problem-free lifting of the Vessel from one chamber and inserted into another chamber mer, since there are no supply and discharge lines, pumps or the like. stand in the way.

Weitere bauliche Merkmale der Erfindung und erfindungsgemäße Verfahrensmaßnahmen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further structural features of the invention and the invention Procedural measures are to the further subclaims remove.

Im übrigen wird hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale der Erfindung auf die nachfolgende Beschreibung und die zugehörige Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsbei spielen verwiesen. In der Zeichnung zeigt: Otherwise, with regard to other advantages and features the invention on the following description and associated drawing of exemplary embodiment according to the invention play referenced. The drawing shows:

Fig. 1: die bereits eingangs erläuterte, im wesent lichen schematische Darstellung einer Anlage nach dem Stand der Technik, Fig. 1: the already explained at the outset, in Wesent union schematic representation of a plant according to the prior art,

Fig. 2: eine Kammer zur Behandlung oder Regenerierung oder dergleichen mit einem das Harz aufweis enden Gefäß im Querschnitt, Fig. 2 shows a chamber for the treatment or regeneration, or the like with a resin demonstration forming vessel in cross-section,

Fig. 3: schematisch eine nach der Erfindung arbei tende und mit Kammern, sowie Gefäßen nach Fig. 2 ausgerüstete Anlage. Fig. 3: schematically a working according to the invention and equipped with chambers and vessels according to Fig. 2 system.

Fig. 2 zeigt die Behandlungskammer 17 (siehe auch Fig. 3 links), in welche das noch näher zu erläuternde Gefäß 18 mit der Harzcharge 19 mit Hilfe einer Transport- und Hebeein richtung (schematisch durch den Doppelpfeil 35 angedeutet) einsetzbar, bzw. heraushebbar ist. Die zugehörige Aufhänge einrichtung am Gefäß ist mit 29 beziffert. Der Behandlungs kammer 17 entsprechen in Aufbau und Funktion prinzipiell auch die übrigen in Fig. 3 dargestellten Kammern, nämlich die weitere Behandlungskammer 17′, die Regenerierkammer 34, die Konditionierkammer 36 und die Spülkammern 37, 37′. Mittels der Transport- oder Hebeeinrichtung 35 sind die Gefäße von der einen in die andere Kammer bringbar. Fig. 2 shows the treatment chamber 17 (see also Fig. 3 left), in which the vessel 18 to be explained in more detail with the resin batch 19 with the aid of a transport and lifting device (indicated schematically by the double arrow 35 ) can be inserted or removed is. The associated suspension device on the vessel is numbered 29 . The treatment chamber 17 correspond in structure and function in principle to the other chambers shown in Fig. 3, namely the further treatment chamber 17 ', the regeneration chamber 34 , the conditioning chamber 36 and the rinsing chambers 37 , 37 '. The vessels can be moved from one chamber to the other by means of the transport or lifting device 35 .

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Aufbau der Anordnung nach Fig. 2 derart, daß das Gefäß 18 oberseitig und untersei tig siebartige Bereiche 20 und 20′ aufweist, die in Art von Trennböden ausgebildet und flüssigkeitsdurchlässig sind. Die Perforation ist so gewählt, daß zwar die jeweilige Lösung (beim Beispiel einer Behandlungskammer eine wäßrige Lösung) hindurchtreten kann, nicht aber die Harzteilchen. Hierzu können entsprechende Siebstopfen 21 dienen, die in den Trenn böden vorgesehen sind. Unterhalb des unteren Trennbodens, d. h. im unteren Bereich des Gefäßes ist dieses als Sammelab schnitt ausgebildet, in dem sich die jeweilige Lösung nach Durchfließen des Harzes sammelt. Da sich die Trennböden über den gesamten Innenquerschnitt des Gefäßes 18 erstrecken und auch über ihren gesamten Bereich siebartig ausgebildet sind, hat dies zur Folge, daß auch aus dem unteren Trennboden 20′ über den gesamten Innenquerschnitt des Harzes die Lösung in den Sammelabschnitt oder Sammelraum 22 gelangt, d. h. sämtli che im Harz befindliche Lösung auch aus diesem herausfließen und, wie weiter unten näher erläutert, dann aus dem Sammelab schnitt 22 abgelassen werden kann. In dieser bevorzugten Aus führungsform der Erfindung erfolgt der Zufluß an Lösung in der Weise, daß die jeweilige Lösung über eine Leitung 28 in das Innere 45 der oberseitig im wesentlichen offenen Kammer 17 zugeführt wird. Die Seitenwände 47 der Kammer 17 ragen über die Oberkanten 42 des eingesetzten Gefäßes hinaus. Damit sammelt sich die Lösung 30 im Innern der Kammer 17 soweit an, daß ihr Spiegel 31 sich oberhalb der Oberkanten 42 des Gefä ßes 18 befindet. Somit kann die jeweilige Lösung gemäß den Pfeilen 44 über die Oberkanten oder Ränder 42 des Gefäßes 18 in die Harzfüllung 19 hineinfließen. Da der Innenraum 45 zwischen Kammerwandung 47 und Wandung des Gefäßes 18 das Gefäß allseitig umgibt, läuft somit die jeweilige Lösung gemäß den Pfeilen 44 von allen Seiten her über die Oberkante 42 in das Harz hinein. Da ferner sich der siebartige Trennbo den 20 mit seinen Sieböffnungen bis zur Gefäßwandung er streckt, gelangt die über die umlaufenden Kanten 42 einflie ßende Lösung in den gesamten Querschnitt der Harzfüllung und durch dieses hindurch zum Sammelabschnitt 22. Da das Gefäß 18 und auch die Kammer 17 gegenüber der umgebenden Atmosphäre offen sind, erfolgt der Durchfluß der Lösung allein aufgrund der Schwerkraft, d. h. der vorhandenen geodätischen Höhendif ferenz. In einer Behandlungskammer können auch mehrere Gefäße untergebracht werden (in der Zeichnung nicht dargestellt).According to this embodiment, the structure of the arrangement according to FIG. 2 is such that the vessel 18 has sieve-like regions 20 and 20 'on the top and bottom side, which are designed in the manner of separating trays and are permeable to liquids. The perforation is selected so that the respective solution (in the example of a treatment chamber an aqueous solution) can pass through, but not the resin particles. Corresponding sieve plugs 21 can be used for this purpose, which are provided in the partitions. Below the lower partition, ie in the lower region of the vessel, this is designed as a section in which the respective solution collects after the resin has flowed through. Since the dividers extend over the entire inner cross-section of the vessel 18 and are also sieve-like over their entire area, this has the consequence that the solution reaches the collecting section or collecting chamber 22 from the lower dividing plate 20 'over the entire inner cross-section of the resin , ie all the solution in the resin also flow out of this and, as explained in more detail below, then section 22 can be drained off. In this preferred embodiment of the invention, the inflow of solution takes place in such a way that the respective solution is fed via a line 28 into the interior 45 of the chamber 17 which is essentially open at the top. The side walls 47 of the chamber 17 protrude beyond the upper edges 42 of the vessel used. So that the solution 30 accumulates inside the chamber 17 to the extent that its mirror 31 is above the upper edges 42 of the vessel 18 . The respective solution can thus flow into the resin filling 19 over the upper edges or edges 42 of the vessel 18 according to the arrows 44 . Since the inner space 45 between the chamber wall 47 and the wall of the vessel 18 surrounds the vessel on all sides, the respective solution thus runs according to the arrows 44 from all sides over the upper edge 42 into the resin. Furthermore, since the sieve-like separating plate 20 stretches with its sieve openings to the vessel wall, the solution flowing in via the circumferential edges 42 passes into the entire cross section of the resin filling and through it to the collecting section 22 . Since the vessel 18 and the chamber 17 are open to the surrounding atmosphere, the flow of the solution takes place solely due to gravity, ie the existing geodetic height difference. Several vessels can also be accommodated in one treatment chamber (not shown in the drawing).

Der Boden 23 des Gefäßes 18 ist flüssigkeitsundurchlässig und weist ein Kupplungsstück 24 auf, das nach erfolgtem Einset zen des Gefäßes in die Kammer 17 mit einem Kupplungsgegen stück 25, das sich im Boden 46 der Kammer befindet, eine flüssigkeitsdichte Verbindung eingeht. Entweder im Kupplungs gegenstück 25 oder in der abführenden Rohrleitung 26 ist ein Ventil 27 vorgesehen, mit dem der Abfluß aus dem Gefäß 18 wahlweise geöffnet oder gesperrt werden kann. Das Ventil 27 kann ein Magnetventil sein. Die Rohrleitung 26 führt dann weiter zu dem jeweiligen Anschlußteil der Anlage. Nach er folgtem Einsetzen des Gefäßes 18 in die Kammer 17 wird das Magnetventil 27 geöffnet. Dabei kann zu Beginn des Einsetzens des Gefäßes 18 in die Kammer 17 diese schon teilweise mit Lösung 30 gefüllt sein. Ist kein Gefäß 18 in die Kammer 17 eingesetzt, so ist der Abfluß über die Rohrleitung 26 mittels des Ventiles 27 geschlossen, damit keine unbehandelte Lösung aus der Kammer 17 über das Kupplungsgegenstück 25 abfließen kann. Auch ist der Abfluß über die Rohrleitung 26 mittels des Ventiles 27 während des Einsetzvorganges des Gefäßes 18 in die Kammer 17 oder während des Herausnehmens des Gefäßes 18 aus dieser Kammer geschlossen, da auch in diesem Falle in der Kammer befindliche Flüssigkeit über das in diesen beiden Stadien zum Kammerinnern offene Kupplungsgegenstück 25 ab fließen könnte, falls auch das Ventil 27 offen ist. Bei Einfüllen der jeweiligen Lösung 30 mittels der Zuleitung 28 ist bei eingesetztem Gefäß der Abfluß aus der Kammer 17 - auch bei geöffnetem Magnetventil 27 - durch das Kupplungs stück 24 und das Kupplungsgegenstück 25 geschlossen. Wenn die Niveauhöhe 31 erreicht ist und die Lösung gemäß Ziffer 44 überfließt, wird dann das jeweilige Ventil 27 geöffnet, so daß genügend an Lösung das Harz durchfließen kann. Hierbei erfolgt entweder ein Ionenaustausch der zu behandelnden wäßrigen Lösung oder aber eine Regenerierung usw. mittels einer Regenerierlösung oder dergleichen, wie es nachstehend anhand der Fig. 3 näher erläutert wird. Wenn die zu behan delnde Lösung die Kammer 17 verläßt, muß sie das Harz durch flossen haben. Ist das Harz 19 beladen (was z. B. durch einen Farbumschlag sichtbar gemacht werden kann), so wird das Gefäß 18 aus der Behandlungskammer 17 soweit ausgehoben, daß die Unterkante seines Kupplungsstückes 24 ein wenig über dem Flüssigkeitsspiegel 31 liegt. Nun kann das Gefäß 18 völlig in das Kammerinnere leerlaufen, so daß mit dem Einbringen des Gefäßes in eine andere Kammer des Regenerierbereiches nicht die bisher das Harz durchlaufende wäßrige Lösung verschleppt wird. Dies gilt selbstverständlich auch umgekehrt für die Handhabung des Gefäßes nach dem Regeneriervorgang und Ein bringen des Gefäßes in eine Behandlungskammer. Es wird Druck luft weder für das Austreiben des Restes an Lösung aus dem Harz noch zum Auflockern des Harzes benötigt. Im übrigen empfiehlt sich für das Harz eine Packungsdichte und Schüttung des Harzes derart, daß zwar die jeweilige Lösung hindurch fließen kann, jedoch keine oder nur unwesentliche Kavernen innerhalb der Harzfüllung gebildet sind.The bottom 23 of the vessel 18 is impermeable to liquid and has a coupling piece 24 which, after the insert has been inserted into the chamber 17 with a coupling counter piece 25 , which is located in the bottom 46 of the chamber, enters into a liquid-tight connection. Either in the coupling counterpart 25 or in the discharging pipe 26 , a valve 27 is provided with which the outflow from the vessel 18 can be opened or blocked. The valve 27 can be a solenoid valve. The pipeline 26 then continues to the respective connection part of the system. After he follows the insertion of the vessel 18 into the chamber 17 , the solenoid valve 27 is opened. At the beginning of the insertion of the vessel 18 into the chamber 17, the latter can already be partially filled with solution 30 . If no vessel 18 is inserted into the chamber 17 , the outflow via the pipeline 26 is closed by means of the valve 27 , so that no untreated solution can flow out of the chamber 17 via the coupling counterpart 25 . Also, the outflow via the pipe 26 is closed by means of the valve 27 during the insertion process of the vessel 18 into the chamber 17 or during the removal of the vessel 18 from this chamber, since in this case too, the liquid in the chamber via the liquid in these two stages coupling counterpart 25 open to the interior of the chamber could flow if the valve 27 is also open. When filling the respective solution 30 by means of the feed line 28 , when the vessel is inserted, the outflow from the chamber 17 - even with the solenoid valve 27 open - is closed by the coupling piece 24 and the coupling counterpart 25 . When the level 31 is reached and the solution overflows according to number 44 , the respective valve 27 is then opened so that sufficient solution can flow through the resin. Here, either the ion exchange of the aqueous solution to be treated or a regeneration etc. takes place by means of a regeneration solution or the like, as will be explained in more detail below with reference to FIG. 3. If the solution to be treated leaves chamber 17 , it must have flowed through the resin. If the resin 19 is loaded (which can be visualized, for example, by a color change), the vessel 18 is lifted out of the treatment chamber 17 to such an extent that the lower edge of its coupling piece 24 lies slightly above the liquid level 31 . Now the vessel 18 can run completely empty into the interior of the chamber, so that the introduction of the vessel into another chamber of the regeneration area does not entrain the aqueous solution which has previously passed through the resin. Of course, this also applies vice versa for the handling of the vessel after the regeneration process and bringing the vessel into a treatment chamber. Compressed air is not required to drive the rest of the solution out of the resin or to loosen the resin. For the rest, it is advisable for the resin to have a packing density and filling of the resin in such a way that the respective solution can flow through it, but no or only insignificant cavities are formed within the resin filling.

Eine nach der Erfindung arbeitende und ausgestaltete Abwas ser-Behandlungsanlage ist nachstehend anhand der Fig. 3 in ihrem prinzipiellen Aufbau und Ablauf erläutert. Fig. 3 zeigt für eine Anlage zur Entfernung von Metallionen den Bereich der Ionenaustauscher-Einrichtung. Bei der zu behandelnden wäßrigen Lösung kann es sich dabei z. B. um kupferhaltiges Abwasser einer Ätzanlage handeln. A working and designed waste water treatment plant according to the invention is explained below with reference to FIG. 3 in its basic structure and procedure. Fig. 3 shows the area of the ion exchange device for a plant for the removal of metal ions. In the aqueous solution to be treated, it can be, for. B. copper wastewater from an etching plant.

Die zu behandelnde wäßrige Lesung 30 wird, gegebenenfalls nach Einstellung ihres pH-Wertes sowie Ausfiltration von mechanischen und organischen Verunreinigungen, in nicht dargestellten Einrichtungen zur Pumpenvorlage 32 gegeben. Von hier fördert es die Pumpe 43′ zu einer Behandlungskammer 17, in der, bei diesem Beispiel, zwei Gefäße 18 mit Katio nen-Austauscherharz 19 angeordnet sind.The aqueous reading 30 to be treated, if appropriate after adjusting its pH and filtering out mechanical and organic impurities, is given to the pump receiver 32 in devices (not shown). From here it promotes the pump 43 'to a treatment chamber 17 , in which, in this example, two vessels 18 with cation exchanger resin 19 are arranged.

Gemäß der Beschreibung zu Fig. 2 fließt die Lösung 30 durch die beiden Gefäße 18, die sie am Boden über das Kupplungs stück 24, das Kupplungsgegenstück 25 und die Rohrleitung 26 wieder verläßt. Sie wird mittels einer weiteren Pumpe 33 zu einer zweiten Behandlungskammer 17′ gefördert. In dieser sind ebenfalls zwei Gefäße 18 mit Kationen-Austauscherharz 19 vorhanden. Diese werden auch von der Lösung 30 in der vorher beschriebenen Weise durchströmt, wobei die Lösung nun von den Metallionen befreit ist und über die Betriebswasser leitung 8 zur Ätzanlage zurückgeführt werden kann. Wenn mehrere Gefäße in einer Kammer sind, so wird jeweils das Gefäß mit dem höchsten Belade- oder Behandlungszustand des Harzes zuerst ausgetauscht.According to the description of FIG. 2, the solution 30 flows through the two vessels 18 , which it leaves at the bottom via the coupling piece 24 , the coupling counterpart 25 and the pipeline 26 again. It is conveyed by a further pump 33 to a second treatment chamber 17 '. In this there are also two vessels 18 with cation exchange resin 19 . These are also flowed through by the solution 30 in the manner previously described, the solution now being freed from the metal ions and can be returned to the etching system via the process water line 8 . If there are several vessels in one chamber, the vessel with the highest loading or treatment state of the resin is replaced first.

Mit fortschreitendem Durchsatz der zu behandelnden wäßrigen Lösung 30 durch die Einrichtung wird zunächst das Harz 19 in der ersten Behandlungskammer 17 mehr und mehr mit den Me tallionen beladen. Dabei verläßt die Lösung 30 normalerweise schon diese erste Behandlungskammer 17 in einem von den Metallionen befreiten Zustand. Daß sie trotzdem zu einer nachfolgenden Behandlung gleicher Art zur zweiten Behand lungskammer 17′ geführt wird, erfolgt einmal aus Sicher heitsgründen, da es vorkommen kann, daß der völlige Belade zustand eines Gefäßes 18 in der ersten Behandlungskammer 17 nicht rechtzeitig erkannt wird und dabei ungereinigte Lösung 30 "durchschlägt". Ferner gelangen beim Wechsel der Gefäße 18 in der ersten Behandlungskammer 17 geringe Mengen unge reinigter Lösung 30 in die Rohrleitung 26. Der bereits erläuterte Wechsel eines Gefäßes 18 in der ersten Behand lungskammer (also wenn der Beladestand ganz oder nahezu ganz erreicht ist), wurde anhand der Fig. 2 bereits beschrieben. Nach dem Leerlaufen des Gefäßes 18 wird es zu einer Regene rierkammer 34 gebracht und in diese eingesenkt. Am Boden dieser Kammer ist ebenfalls ein Kupplungsgegenstück 25, passend zum Kupplungsstück 24 am Gefäß 18 vorhanden. Dies trifft auch für die Konditionierkammer 36 sowie die Spülkam mern 37 und 37′ zu.As the throughput of the aqueous solution 30 to be treated progresses through the device, the resin 19 in the first treatment chamber 17 is first loaded more and more with the metal ions. The solution 30 normally already leaves this first treatment chamber 17 in a state freed from the metal ions. That it is nevertheless performed for a subsequent treatment of the same kind to the second treatment chamber 17 ', once for safety reasons, since it can happen that the fully loaded state of a vessel 18 in the first treatment chamber 17 is not recognized in time and thereby unpurified solution 30 "penetrates". Furthermore, when changing the vessels 18 in the first treatment chamber 17, small amounts of uncleaned solution 30 get into the pipeline 26 . The already explained change of a vessel 18 in the first treatment chamber (that is, when the loading level is completely or almost completely reached) has already been described with reference to FIG. 2. After the vessel 18 has run dry, it is brought to a rain chamber 34 and sunk into it. At the bottom of this chamber there is also a coupling counterpart 25 matching the coupling piece 24 on the vessel 18 . This also applies to the conditioning chamber 36 and the flushing chamber 37 and 37 '.

Auf den in der Behandlungskammer 17 frei gewordenen Platz wird nun ein aus der Kammer 17′ entnommenes Gefäß 18 ge bracht, das nicht oder nur minimal beladen ist. Natürlich wird auch hierbei an der Behandlungskammer 17′ zunächst das zugehörige Magnetventil 27 geschlossen, während es an der Kammer 17 anschließend wieder geöffnet wird.In the vacant space in the processing chamber 17 a 'taken out from the chamber 17 vessel 18 ge introduced, which is not or only minimally loaded now. Of course, also in this case initially closed to the treatment chamber 17 ', the associated solenoid valve 27 while it is subsequently opened again at the chamber 17th

Das Hindurchströmen der jeweiligen Lösung durch die Gefäße 18 aufgrund der geodätischen Höhendifferenz kann noch durch die Saugwirkung der Pumpe 33 an der Ausgangsseite des Behäl ters 17 bzw. einer weiteren Pumpe 33′ an der Ausgangsseite des Behälters 17′ verstärkt werden. Um ein etwaiges unzuläs siges Verdichten oder Zusammenbacken der Harzfüllung zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Saugdruck dieser Pumpen 33, 33′ nicht zu hoch zu wählen, z. B. unterhalb 0,5 bar. Statt der Saugpumpen 33, 33′ könnten auch Druckpumpen vorge sehen sein, welche die jeweilige Lösung von der Eingangssei te der Gefäße 18 her durch das Harz drücken (in der Zeich nung nicht dargestellt). Auch hier ist ein nur geringer Druck, z. B. bis zu der vorgenannten Maximalgrenze von 0,5 bar, vorgesehen. The flow of the respective solution through the vessels 18 due to the geodetic height difference can be reinforced by the suction of the pump 33 on the outlet side of the container 17 or a further pump 33 'on the outlet side of the container 17 '. In order to avoid any unacceptable compression or caking of the resin filling, it is advisable not to choose the suction pressure of these pumps 33 , 33 'too high, e.g. B. below 0.5 bar. Instead of the suction pumps 33 , 33 ', pressure pumps could also be seen which press the respective solution from the input side of the vessels 18 through the resin (not shown in the drawing). Here too, only a slight pressure, e.g. B. up to the aforementioned maximum limit of 0.5 bar.

Die vorstehend bereits erläuterten Wechselvorgänge der Gefäße 18 können auch bei den nachfolgenden Schritten vorge nommen werden:The change processes of the vessels 18 which have already been explained above can also be carried out in the following steps:

1. From rinsing chamber 37 'in the second treatment chamber 17 ',
2. From conditioning chamber 36 in rinsing chamber 37 ',
3. From rinsing chamber 37 into conditioning chamber 36 ,
4. From regeneration chamber 34 into rinsing chamber 37 .

Damit ist dann in die Behandlungskammer 17 bzw. 17′ ein wieder voll beladefähiges Gefäß 18 gebracht, nachdem in den Kammern 34 und 36 noch näher zu beschreibende Vorgänge sowie dazwi schengeschaltete Spülvorgänge stattgefunden haben.This is then brought into the treatment chamber 17 and 17 'again a fully loadable vessel 18 after in the chambers 34 and 36 processes to be described in more detail as well as intervening rinsing processes have taken place.

Durch das in die Regenerierkammer 34 eingesetzte Gefäß 18 wird nun Säure 38 geleitet, welche die an das Harz 19 gebun denen Metallionen wieder aufnimmt. Anders als beim Belade vorgang strömt die Säure 38 von unten nach oben durch das Harz. Ihr Gehalt an Metallionen nimmt dabei stetig zu. Die Säure wird einem Behälter 39 entnommen, an dem eine Elektro lyseeinrichtung 40 installiert ist. Mit Hilfe dieser Elek trolyseeinrichtung 40 wird unter Anwendung von Gleichstrom das in der Säure (H₂SO₄) 38 dissoziierte Metall an einer Kathode abgeschieden und damit zurückgewonnen.By inserted into the regeneration chamber 34 vessel 18 acid 38 is then passed which the TIALLY which accommodates to the resin 19 metal ions again. Unlike the loading process, the acid 38 flows through the resin from bottom to top. Their metal ion content is steadily increasing. The acid is removed from a container 39 , on which an electro lysis device 40 is installed. With the help of this electrolysis device 40 , the dissociated metal in the acid (H₂SO₄) 38 is deposited on a cathode using direct current and thus recovered.

Nach einem Spülvorgang in der Spülkammer 37 wird das Harz in der Kammer 36 aus einem weiteren Behälter 43 noch "konditio niert" (auf den Vorgang wird hier nicht näher eingegangen, da bekannt) und nach einem weiteren Spülvorgang in der Spülkammer 37′ steht das Gefäß 18 wieder für einen Belade vorgang zur Verfügung. Das für die Spülvorgänge in den Spülkammern 37 und 37′ benötigte Frischwasser wird nach Gebrauch über die Leitung 41 zum Sammelbecken der Abwasser anlage geführt. After a rinsing process in the rinsing chamber 37 , the resin in the chamber 36 from a further container 43 is still "conditioned" (the process is not discussed in detail here, since it is known) and after a further rinsing process in the rinsing chamber 37 ', the vessel 18 again for a loading process. The fresh water required for the rinsing in the rinsing chambers 37 and 37 'is guided after use via line 41 to the collecting basin of the waste water system.

Bei dem beschriebenen Beispiel wird die Lösung 30 nur in Kationenaustauschern behandelt. Falls erforderlich kann aber eine weitere Behandlung in Anionenaustauschern stattfinden, indem die Lösung 30 über die Leitung 8 zu einer zweiten entsprechenden Einrichtung geführt wird.In the example described, solution 30 is only treated in cation exchangers. If necessary, however, a further treatment can take place in anion exchangers by leading solution 30 via line 8 to a second corresponding device.

Wie erwähnt, wird das Umsetzen der Gefäße 18 mit einer Hebe- und Transporteinrichtung vorgenommen. Dies kann so gesteuert werden, daß die Umsetzvorgänge sowie die Schaltung der Ventile, Pumpen etc. automatisch ablaufen.As mentioned, the transfer of the vessels 18 is carried out with a lifting and transport device. This can be controlled so that the conversion processes and the switching of the valves, pumps, etc. run automatically.

Nach dem beschriebenen Prinzip ist es auch möglich, die Gefäße 18 als mechanische Filter auszubilden, die bei maxi maler Beladung ausgetauscht oder zur Rückspülung in entspre chende Behandlungskammern gebracht werden.According to the principle described, it is also possible to design the vessels 18 as mechanical filters, which are exchanged at a maximum load or brought to corresponding treatment chambers for backwashing.

BezugszeichenlisteReference list

1 Abwasser-Sammelbecken
2 Leitung für Abwasser
2′ Leitung für Abwasser
2′′ Leitung für Abwasser
3 Pumpe für Abwasser
3′ Pumpe für Abwasser
4 Druckleitung für Abwasser
5 Vorfilter
6 Kationenaustauscher 1
6′ Kationenaustauscher 2
7 Anionenaustauscher 1
7′ Anionenaustauscher 2
8 Betriebswasserleitung
9 Leitfähigkeits-Meßgerät
10 Pumpe für Regenerierlösung
10′ Pumpe für Regenerierlösung
11 Regenerierstation für Kationenaustauscher
11′ Regenerierstation für Anionenaustauscher
12 Lagerbehälter für konzentrierte Säure
12′ Lagerbehälter für konzentrierte Lauge
13 Druckluftleitung
14 Leitung zur Entgiftungs- und Neutralistionsanlage
15 Leitung für Kreislaufwasser-Rückführung
16 Leitung für Frischwasser
17 Behandlungskammer (erste)
17′ Behandlungskammer (zweite)
18 Gefäß, welches das Harz beinhaltet
19 Harz
20 Trennboden, oben
20′ Trennboden, unten
21 Siebstopfen
22 Sammelabschnitt
23 Boden des Gefäßes 18
24 Kupplungsstück
25 Gegenstück für Kupplung
26 Rohrleitung, am Boden der Behandlungskammer
27 Magnetventil
28 Rohrleitung in die Behandlungskammer
29 Aufhängeeinrichtung
30 Flüssigkeit
31 Flüssigkeitsspiegel
32 Pumpenvorlage
33 Pumpe an Behandlungskammer 17
33′ Pumpe an Behandlungskammer 17
34 Regenerierkammer
35 Transport- und Hebeeinrichtung
36 Konditionierkammer
37 Spülkammer (sauer)
37′ Spülkammer (alk.)
38 Säure, metallionenhaltig
38′ Säure, nicht metallionenhaltig
39 Behälter für Säure
40 Elektrolyseeinrichtung
41 Leitung zur Vorbehandlungseinrichtung
42 oberer Rand des Gefäßes 18
43 Behälter für die Konditionierflüssigkeit
43′ Pumpe
44 Überlauf der Lösung in das Gefäß
45 Raum zwischen Kammerinnenwand und Gefäßaußenwand
46 Kammerboden
47 Seitenwände der jeweiligen Kammer 1 waste water collecting basin
2 pipe for waste water
2 ′ pipe for waste water
2 ′ ′ pipe for waste water
3 Pump for waste water
3 ′ pump for waste water
4 pressure line for waste water
5 pre-filters
6 cation exchangers 1
6 ′ cation exchanger 2
7 anion exchanger 1
7 ′ anion exchanger 2
8 process water pipe
9 conductivity meter
10 Pump for regeneration solution
10 ′ pump for regeneration solution
11 Regeneration station for cation exchangers
11 ′ regeneration station for anion exchangers
12 storage tanks for concentrated acid
12 ′ storage container for concentrated lye
13 compressed air line
14 Line to the detoxification and neutralization plant
15 Line for recycling water return
16 Pipe for fresh water
17 treatment chamber (first)
17 ′ treatment chamber (second)
18 vessel containing the resin
19 resin
20 divider, top
20 ′ partition, below
21 sieve plugs
22 collection section
23 bottom of the vessel 18
24 coupling piece
25 counterpart for coupling
26 pipeline, at the bottom of the treatment chamber
27 solenoid valve
28 pipeline into the treatment chamber
29 suspension device
30 liquid
31 liquid level
32 Pump template
33 Pump to treatment chamber 17
33 ' pump to treatment chamber 17th
34 regeneration chamber
35 Transport and lifting device
36 conditioning chamber
37 rinsing chamber (acidic)
37 ′ rinsing chamber (alk.)
38 Acid, contains metal ions
38 ′ acid, not containing metal ions
39 containers for acid
40 electrolysis device
41 Line to the pretreatment facility
42 upper edge of the vessel 18
43 containers for the conditioning liquid
43 ′ pump
44 Overflow of the solution into the vessel
45 Space between the inner wall of the chamber and the outer wall of the vessel
46 chamber floor
47 side walls of the respective chamber

Claims

1. A method for ion exchange of aqueous solutions by means of ion exchange resins in a liquid permitting vessels, which are introduced into treatment chambers for the aqueous solutions, alternating with the loading of the resins a regeneration, rinsing and optionally conditioning of the resins in appropriate chambers, thereby characterized in that the vessels ( 18 ) with the resin ( 19 ), the top and bottom sieve for the respective solution, but not for the resin permeable areas, introduced into a treatment chamber ( 17 , 17 ') and with the drain ( 26 ) liquid-tight connection of the chamber, that the aqueous solution is then passed out of the chambers through the vessels with the resin, that after loading the resin with the ions of the aqueous solution in question, the vessel is removed from the treatment chamber and over this treatment chamber heal until the aqueous solution on the vessel and in the resin has run down into this treatment chamber, then the vessel to one or more chambers ( 34 , 36 , 37 , 37 '), a station for regeneration, conditioning or rinsing transported and lowered into the respective chamber and liquid-tightly connected to the outlet ( 26 ) of this chamber, that subsequently a solution serving for regeneration, conditioning or rinsing is passed through the resin as above, that after the regeneration, conditioning or Flushing ganges the vessel out of the respective chamber and held over this chamber until the solution in the vessel and in the resin has drained into this chamber and that the vessel is then fed to another chamber for further treatment.

2. The method according to claim 1, characterized in that the respective solution is introduced into the chamber and passed out of the chamber over the upper edge ( 42 ) of the relevant open-top vessel through the resin downwards.

3. The method according to claim 1, characterized in that regeneration takes place from bottom to top.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized net that the respective solution without pump pressure only moved through the resin due to gravity is, the respective solution to the atmospheric Exposed to pressure.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the solution using a suction or Pressure pump is moved through the resin.

6. The method according to claim 5, characterized in that the solution with a maximum pressure of 0.5 bar Resin is pumped through.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that in the presence of several vessels in one chamber each the vessel with the highest loading or Treatment status of the resin exchanged first becomes.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that during the exchange process of the vessels, the drain ( 26 ) of the respective chamber is locked out.

9. Plant for performing the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that for an inflow and outflow of the respective solution into and out of the vessel ( 18 ) with the resin filling ( 19 ) above the resin ( 19 ) feeds in the chamber ( 17 , 17 ') and below the resin, discharges ( 26 ) of the solution are provided that the vessel can be inserted into and removed from the respective chamber, the upper side of the chamber being open at least for the insertion and removal of the vessel or is to be opened that the vessel ( 18 ) within the system from a chamber ( 17 , 17 ') a loading station to one or more chambers for regeneration, rinsing or conditioning ( 34 , 36 , 37 , 37 ') corresponding stations by a transport and lifting device ( 35 ) can be brought back and forth.

10. Plant according to claim 9, characterized in that the side walls ( 47 ) of the chamber protrude above the upper edge ( 42 ) of the vessel and that an inflow ( 28 ) of the solution opens into the respective chamber, wherein between the chamber wall ( 47 ) and the wall of the vessel ( 18 ) there is an interior ( 45 ) of the chamber, which surrounds the vessel on all sides.

11. Plant according to claim 9 or 10, characterized in that that the resin has a bed that a Flow through the solution due to its gravity enables.

12. Plant according to one of claims 9 to 11, characterized in that the top and bottom sieve-like areas of the vessel ( 18 ) are formed as partitions ( 20 ') which are permeable to the respective solution, but the resin do not let it pass through, and that the respective chamber receiving the vessel below the partition has a shut-off drain ( 26 ) for the solution.

13. Plant according to one of claims 9 to 12, characterized in that the vessel ( 18 ) below the siebarti gene, lower partition ( 20 ') is formed as a collecting section ( 22 ) from which the solution via a in a liquid-impermeable bottom ( 23 ) located outlet opening can be removed.

14. Plant according to claim 13, characterized in that the outlet opening of the collecting section has a coupling piece ( 24 ) which fits to a mating coupling piece ( 25 ) at the bottom of the respective chamber and thus merinnern a seal to the chamber after Einbrin gene the vessel into the chamber ( 45 ) forms, as well as a passage connection for the solution, the drain from the counter coupling piece can be shut off ( 27 ) and a further pipe ( 26 ) can be connected to the counter coupling piece.

15. Plant according to one of claims 9 to 14, characterized ge indicates that several treatment chambers in a row are arranged differently, and that means for transporting the Solution from one to the next treatment came are provided.

16. Plant according to one of claims 9 to 15, characterized in that several vessels ( 18 ) can be accommodated in one chamber.